DE2805087A1

DE2805087A1 - Fahrzeugluftreifen

Info

Publication number: DE2805087A1
Application number: DE19782805087
Authority: DE
Inventors: Henri Jean Mirtain
Original assignee: Uniroyal SA
Current assignee: Uniroyal SA
Priority date: 1977-02-07
Filing date: 1978-02-07
Publication date: 1978-08-10
Also published as: GB1600426A; FR2379391A1; FR2379391B1; US4407347A; BE863687A; DE2805087C2; CA1067808A

Description

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

BRAUNSCHWEIG MÜNCHEN

Uhiroyal Clairoix 60, Frankreich

"Fahrzeugluftreifen"

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugluftreifen gemäß Oberbegriff des Anspruches 1. Hierbei handelt es sich insbesondere um einen Radialschichtenreifen, bei dem die Lauffläche mit Hilfe einer ringförmigen, gürtelartigen Verstärkung stabilisiert und versteift ist.

Seitdem der Radialreifen bekannt geworden ist, hat man erkannt, daß zur Verbesserung der Fahreigenschaften des Reifens eine ringförmige Verstärkung zwischen der Reifenlauffläche und den radial orientierten Cordelementen der Reifenkarkasse notwendig ist.

Es wurde festgestellt, daß die ringförmige Verstärkung deutliche Wirkungen im Zusammenhang mit der Laufflächenabnutzung, mit dem Traktionsvermögen, mit dem Widerstand gegen Seitendruck und mit der Fahrbequemlichkeit besitzt. Diese Vorteile sind jedoch von

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größeren Schwierigkeiten begleitet. Eine Schwierigkeit von besonders größer Bedeutung ist die Tendenz, daß die Bindung zwischen den Cordelementen in der ringförmigen Verstärkung und der umgebenden Gummimasse aufgehoben oder zerstört wird, insbesondere während hoher Betriebsgeschwindigkeiten.

Während bekannte GurtelverStärkungen dieses Problem zu überwinden suchen, das den radialen Reifenkonstruktionen anhaftet, schafft doch keine dieser bekannten Ausbildungen die Möglichkeit, einen Fahrzeugluftreifen mit Radialkarkasse zu erhalten, der gleichzeitig einen hohen Widerstand gegenüber Längsspannungen, eine verbesserte Seitensteifigkeit, einen verbesserten strukturellen Zusammenhang auch bei hohen Arbeitsgeschwindigkeiten und verbesserte Immunität des Verstärkungsgürtels gegen Trennerscheinungen aufweist.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Fahrzeugluftreifen zu schaffen, der die zuletzt genannten Eigenschaften gleichzeitig in optimaler Ausgewogenheit enthält.

Ausgehend von einem Fahrzeugluftreifen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 besteht die Lösung dieser Aufgabe durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruches 1. Hierbei handelt es sich bevorzugt um einen Reifen mit Radialkarkasse. Die gürtelartige Verstärkung weist zwei Lagen auf, die radial übereinander angeordnet sind. Die eine Lage besteht aus einem Reifencordmaterial, deren Cordelemente einen hohen Elastizitätsmodul aufweisen.

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Diese vorzugsweise radial innere Lage kann aus einer oder aus mehreren Schichten bestehen, wobei jede Schicht in dieser inneren oder ersten Lage eine Breite aufweisen kann, die im wesentlichen gleich der Breite der Lauffläche ist. Die zweite Lage ist die radial äußere Lage, die zwischen der inneren Lage und der Lauffläche angeordnet ist. Diese besteht aus einer zusammengesetzten Schicht aus Reifencordmaterial. Im einzelnen besteht sie aus einem zentralen Streifen, der Stahlcordelemente aufweist. Dabei ist wesentlich, daß diese Stahlcordelemente unter dnem Winkel zwischen 6o° und 90° gegenüber der Äquatorialebene des Reifens orientiert sind. Weiterhin sind zwei seitliche Streifen vorgesehen, die an die Kanten des zentralen Streifens anstoßen. Die seitlichen Streifen können Cordelemente aus synthetischem Material mit niedrigem Elastizitätsmodul enthalten. Zu diesen Materialien gehören Nylon, Polyester und Zellulose-Acetat. Die Cordelemente in den seitlichen Streifen können in Längsrichtung orientiert sein, d.h. im wesentlichen parallel zur Äquatorialebene des Reifens. Jeder seitliche Streifen kann eine Breite haben, die zwischen etwa einem Viertel und einem Eintel der Breite des zentralen Streifens liegt.

Die Cordäemente in den Schichten, welche die erste oder radial innere Lage bilden, bestehen zweckmäßigerweise aus aromatischem Polyamid und haben einen hohen Elastizitätsmodul, der Werte von 3.5ΟΟ kg/qmm oder 26O g/denier überschreiten sollte. Außerdem liegen die Cordelemente gegenüber der Äquatorialebene des Reifens unter einem Winkel zwischen etwa 15° und 25°.

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Die erste Lage des Verstärkungsgürtels umfaßt zweckmäßigerweise zwei Schichten aus Reifencordmaterial. In beiden Schichten bestehen die Cordelemente aus aromatischem Polyamid. Die Schicht, die unmittelbar an die zweite oder äußere Lage angrenzt, weist vorzugsweise eine Breite auf, die geringfügig kleiner ist als die Breite der anderen Schicht der inneren Lage. Die Breite dieser Schicht kann beispielsweise annähernd um 5 bis 20 % kleiner sein als die Breite der inneren Schicht. Bei diesem Ausiührungsbeispiel können die Cordelemente in der einen Schicht aus aromatischem Polyamid unter einem Winkel liegen, der in bezug auf die Äquatorialebene dem Winkel der Cordelemente in der anderen Schicht entgegengesetzt oder umgekehrt ist.

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

Es zeigen:

Fig. 1 im radialen Schnitt einen Reifen mit Radialkarkasse und Verstärkungsgurtel gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ;

Fig. 2 einen radialen Schnitt eines Verstärkungsgürtels gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel;

Fig. 3 einen radialen Schnitt durch einen Verstärkungsgürtel gemäß einer dritten Ausführungsform.

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Der in der nachfolgenden Beschreibung verwendete Ausdruck "Cordmaterial" wird verwendet, um sowohl einzelne, im gegenseitigen Abstand innerhalb des Reifengevrebes liegende Fäden als auch eine Anzahl von Fäden zu bezeichnen, die zur Bildung von Kabeln zusammengefaßt sind. In diesem Zusammenhang können ein oder mehrere der Fäden zur Bildung eines Stranges angeordnet werden. Jeder Strang kann dann mit anderen Strängen zur Bildung eines Kabels zusammengefaßt werden. Die Stränge können auch parallel zueinander so angeordnet sein, daß sie eine Bahn bilden, welche den gesamten Bereich oder einen Teil einer Schicht darstellen. Die Stränge können auch voneinander unabhängig sein oder die Schußfäden eines geknüpften oder gewirkten Gewebes aus feinen Garnen bilden. Sie können aber auch mit einer Hülle aus feinen Garnen zusammenwirken, wobei diese jeweils dazu dienen, die jeweiligen Abstände zwischen den Strängen aufrechtzuerhalten, bevor die Stränge mit natürlichem ode? synthetischem Gummi vereinigt werden.

Es wird nachfolgend Bezug genommen insbesondere auf Fig. 1. In dieser ist ein Fahrzeugluftreifen 10 gezeigt. Dieser ist mit einer mit Nuten versehenen Lauffläche versehen, die mit 12 bezeichnet ist. Der Reifen weist zwei Seitenwände Ik und 16 auf, die radial innen jeweils in einem Wulstbereich 18 und 20 enden.

mit Die Wulstbereiche 18 und 20 können in bekannter Weise/Kernumwieklungen oder anderenschmalen Cordmaterialschichten verstärkt sein, die nicht gezeigt sind und deren Konstruktion allgemein bekannt ist.

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Jede Seitenwand wird durch wenigstens eine Schicht aus Radialcordelementen 22 verstärkt. Die Cordelemente sind in dem Sinne als radial verlaufend bezeichnet, als sie von dem Wulst 24 im Wulstbereich 18 bis zu dem Wulst 26 in dem Wulstbereich 20 in Ebenen quer verlaufen, welche die Rotationsachse des Reifens enthalten. Die Enden der Radialcordelemente sind um die Wulstdrähte in der dargestellten Weise herumgeschlagen.

Die Lauffläche 12 wird durch einen ringförmigen Verstärkungsgürtel gemäß der Erfindung stabilisiert, der allgemein mit 30 bezeichnet ist und im Kronenbereich 31 des Reifens angeordnet ist. In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt die Verstärkung 30 eine erste Lage 32, welche zwei Schichten 34 und 36 aus Reifencordmaterial umfaßt, sowie eine zweite Lage 38, die wenigstens eine zusammengesetzte Schicht 40 aus Reifencordelementen umfaßt. Die zweite Lage ist auf der ersten Lage angeordnet. Die Cordelemente in jeder der Schichten 34 und 36 bestehen aus aromatischen Polyamiden mit einem hohen Elastizitätsmodul. Dieser liegt zweckmäßigerweise oberhalb von 3.500 kg/qmm oder oberhalb 260 g/denier. Die Cordelemente sind so orientiert, daß sie mit der Äquatorialebene x-x des Reifens 10 einen Winkel zwischen 15 und 25° einschließen. Vorzugsweise beträgt dieser Winkel 20 . Wie aus Fig. 1 hervorgeht, können die Schichten 34 und 36 abgestuft angeordnet sein, d.h., daß die Schicht 36 eine Breite von 5 bis 20 % kleiner als die Breite der Schicht 34 aufweist.

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Wie oben bemerkt, umfaßt die zweite Lage 38 wenigstens eine zusammengesetzte Schicht 40. Diese umfaßt einen zentralen Streifenabschnitt 42j dessen axial weisende Stirnflächen 44 und 46 unmittelbar angrenzend und in stumpfer Anlage mit seitlichen Streifen 48 und 50 stehen.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist die Breite der seitlichen Streifen 48 und 50 etwa angenähert zwischen einem Viertel und der vollen Breite des zenträen Streifens 42.

Der zentrale Streifen 42 besteht aus Reifencordmaterial, wobei die Cordelemente aus Stahl bestehen. Die Cordelemente liegen unter einem Winkel zwischen 60° und 90° in bezug auf die Äquatorialebene des Reifens. Der Winkel beträgt vorzugsweise annähernd 90°. Die seitlichen Streifen 48 und 50 enthalten in diesen Fall Nylon-Cordelemente, die parallel zur Äquatorialebene des Reifens angeordnet sind.

In Fig. 2 ist ein Verstärkungsgürtel 51 von abgewandelter Ausführungsform gezeigt. Dieser umfaßt eine erste Lage aus einer Schicht aus Reifencordmaterial 52. In dieser Schicht sind die Cordelemente aus aromatischem Polyamid hergestellt. Darfiber liegt eine zweite Lage 54, die aus wenigstens einer zusammengesetzten Schicht 56 besteht. Die zusammengesetzte Schicht 56 umfaßt einen zentralen Streifenabschnitt 58 und zwei seitliche Streifen 60 und 62. Diese stoßen stumpf an die Kanten des zentralen Streifenabschnittes an. Jeder Seitenabschnitt weist eine Breite gleich

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der Breite des zentralen Streifenabsehnittes auf. In dieser Ausführungsform sind die physikalischen Eigenschaften sowie die Cordelement-Orientierungen in bezug auf die· Schicht 52 identisch zu denen der Schichten 34 und 36,bzw. in bezug auf die Streifen 58, 60 und 62 identisch zu denen der Streifen 42, 48 und 50. Alternativ dazu können die Cordelemente in den seitlichen Streifen 48 und 50 oder in den Streifen 60 und 62 aus KLyester statt aus Nylon bestehen.

In Fig. 3 ist ein Verstärkungsgürtel nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wieder-gegeben und mit der Bezugsziffer 64 bezeichnet. Er umfaßt eine erste Lage mit wenigstens einer Schicht 66 aus Reifencordgewebe, welche von einer zweiten Lage umgeben ist. Die zweite Lage besteht aus wenigstens einer zusammengesetzten Schicht 68 in einer Konstruktion identisch zu den zusammengesetzten Schichten 40 und 54. Ein Unterschied besteht jedoch darin, daß die Kanten der seitlichen Streifen 70 und 72 umgefaltet sind, wie dies aus der Figur hervorgeht.

In bezug auf die Stahlcordelemente in den zentralen Streifen und 58 können diese aus feinen, flachen Streifen oder Klingen gebildet werden, die Seite an Seite angeordnet sind. Die Stahlelemente haben eine Dicke von 1 bis 1,5 mm und eine Breite von mehreren Millimetern.

Die Stahlcordelemente, die für die Ausübung der Erfindung verwendet werden können, können aus Strängen aus je vier Drähten

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gebildet werden, wobei jeder Draht einen Durchmesser von 0,25 mm aufweist. Die Anordnung kann so getroffen werden, daß 86 Kabel pro linearen Dezimeter Schichtlänge angeordnet sind. Die Nylon-Cordelemente können dagegen mit einer Verteilung von 105 Cordelementen pro linearen Dezimeter angeordnet werden. Jeder besteht aus zwei Strängen von 9¹IO denier. Die Cordelemente aus aromatischem Polyamid sind beispielsweise Stränge aus aromatischen Polyamiden, die unter den Warenzeichen " Aramide" oder "Kevlar" bekannt sind. Jedes Cordelement besteht aus drei Strängen von I67O denier. Die Cordelemente sind mit einer Flächenbedeckung von 83 Strängen pro linearen Dezimeter angeordnet.

Die Vorteile des beschriebenen Verstärkungsgürtels sind evident; Bei Gestaltung des Verstärkungsgürtels derart, daß jeweils zwei übereinander-liegende Lagen aus Cordmaterial, beißenen die Cordelemente aus aromatischem Polyamid in der ersten Lage einen Winkel von 10 bis 25° gegenüber der Äquatorialebene des Reifens bilden, wird ein hoher Widerstand gegen Längskräfte oder Längsspannungen erreicht. Das Vorhandensein in der zweiten Lage eines zentralen Streifens aus Stahlcordmaterial, bei dem die Cordelemente unter einem Winkel zwischen 60° und 90° zu der Äquatorialebene des Reifens orientiert sind, verleiht dem Reifen eine erhöhte seitliche Steifigkeit. Aufgrund der Tatsache, daß die beiden seitlichen Streifen in der zweiten Lage Stränge aus synthetischem Material mit einem niedrigen Elastizitätsmodul enthalten, wobei die Stränge varzugsweise in Längsrichtung des Verstärkungsgürtels, also parallel zur Äquatorialebene des Rei-

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fens, orientiert sind, wird ein hoher Widerstand gegen Ablöseerscheinungen oder Zerstörungen bei hoher Pahrtgeschwindigkeit und insbesondere ein hoher Widerstand gegenüber dem Lösen der Seitenkanten des Verstärkungsgürtels erhalten. Aufgrund der Verwendung der zuvor erwähnten Materialien ist der Reifen zusätzlich von größerem Fahrkomfort, von relativ leichtem Gewicht und ist mit relativ geringen Kosten herzustellen.

Es kann somit festgestellt werden, daß die Ziele der vorliegenden Erfindung, nämlich die Herstellung eines verbesserten Fahrzeugluftreifens, bei einer Karkasse verwirklicht sind, welche zwei flexible Seitenwände und einen Laufflächenabschnitt aufweist, der sich zwischen den Seitenwänden erstreckt und mit einer ringförmigen Verstärkung versehen ist, die zwischen der Karkasse und der Lauffläche angeordnet ist. Der Verstärkungsgürtel umfaßt eine erste Lage von mit wenigstens einer Schicht aus Reifencordmaterial. In dieser besitzen die Cordelemente einen hohen Elastizitätsmodul. In einer zweiten Lage, die über der ersten Lage liegt, ist wenigstens eine zusammengesetzte Schicht zwischen der ersten Lage und der Reifenlauffläche vorgesehen. Die zusammengesetzte Schicht weist einen zentralen Streifen aus Reifencordmaterial auf. Die Cordelemente sind Stahlstränge, die unter einem Winkel zwischen 60° und 90° zur Xquatorialebene des Reifens verlaufen. Weiterhin umfaßt die Schicht zwei seitliche Streifen aus Cordmaterial. Diese Streifen stoßen stumpf an die Seitenkanten des zentralen Streifens. Sie weisen Cordelemente aus Materialien mit niedrigem Elastizitätsmodul auf»

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Claims

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' PATENTANWÄLTE '

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Ansprüche

ι 1J Fahrzeugluftreifen, insbesondere für höhere Laufgeschwindigkeit en, mit einer Karkasse, insbesondere Radialkarkasse, und einer unter dem Laufflächenbereich und über dem Kronenbereich der Karkasse angeordneten gürtelartigen Verstärkung, die aus wenigstens zwei Gürtellagen besteht und sich im wesentlichen über die axiale Breite der Lauffläche erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß die gürtelartige Verstärkung eine radial innere Lage (32,12,66) aus wenigstens einer Schicht aus Reifencordmaterial und Cordelementen von hohem Elastizitätsmodul und mit einer Breite im wesentlichen gleich der Laufflächenbreite sowie eine radial äußere Lage (38,54,68) aus wenigstens einer zusammengesetzten Schicht aufweist, welche einen zentralen Streifen (42,48) aus Reifencordmaterial mit einem Orientierungswinkel der Cordelemente gegenüber der Äquatorialebene von 60 bis 90 und zwei seitliche Streifen (48,50, 60,62,70,72) aus Reifencordmaterial umfaßt, welche stumpf an die Längskanten des zentralen Streifens anstoßen und Cordelemente von niedrigem Elastizitätsmodul aufweisen.

ORIGINAL IWSPECTED
2. Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Reifeneordmaterial der beiden seitlichen Streifen (48,50,60,62,70,72) Cordelemente aus der Gruppe umfaßt, die Nylon, Polyester und Zelluloseacetat umfaßt.
3. Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Cordelemente in den seitlichen Streifen (48,50,60,62,70,72) parallel zur Äquatorialebene des Reifens (10) orientiert sind.
4. Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, daß das Reifeneordmaterial in der ersten Lage (32,52,66) Cordelemente aus einem aromatischen Polyamid aufweist.
5. Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennze ichnet, daß die Cordelemente in der ersten Lage (32,52,66) unter einem Winkel zwischen 15° und 25° gegenüber der Äquatorialebene des Reifens(10) orientiert sind.
6. Fahrzeugluftreifen nach einem oder mehreren der Ansprüche

1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Lage (32) zwei Schichten (34 und 36) aus Cordmaterial mit Cordelementen aus aromatischem Polyamid aufweist und daß die eine Schicht (36), welch-e an die zweite

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oder äußere Lage (38) angrenzt, eine Breite von annähernd 5 bis 20 % kleiner als die Breite der anderen Schicht (34) · aufweist.
7. Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der seitlichen Streifen (48,50,60,62,70,72) eine Breite aufweist, die einem Wert zwischen annähernd einem Viertel und der vollen Breite des zentralen Streifens (42,58) entspricht.
8. Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen Streifen (70,72) so gefaltet sind, daß sie stumpf an die innere Lage (66) anstoßen.

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