DE69110100T2

DE69110100T2 - Reifen mit Gürtel aus drei Lagen.

Info

Publication number: DE69110100T2
Application number: DE69110100T
Authority: DE
Inventors: Reynal Michel A De; Andrew L Pollard
Original assignee: Michelin Recherche et Technique SA Switzerland
Current assignee: Michelin Recherche et Technique SA Switzerland
Priority date: 1990-09-25
Filing date: 1991-09-19
Publication date: 1995-11-02
Anticipated expiration: 2011-09-20
Also published as: DE69110100D1; EP0477771B1; EP0477771A3; JPH06340205A; JP3114820B2; EP0477771A2; ES2073634T3; CA2052094A1; ATE123257T1

Description

Bereich der Technik

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Radial-Luftreifen, insbesondere Verbesserungen bei der Scheitelgürtelverstärkungspackung im Hinblick auf bessere Gebrauchseigenschaften der Reifen für Personenwagen.

Hintergrund der Erfindung

Der zur Zeit der Erfindung für leichte bis mittlere Beanspruchung hergestellte Pkw-Radialreifen hat herkömmlicherweise eine Gürtelverstärkungspackung mit zwei Gürteleinlagen aus Metallkabeln mit Zenitwinkeln von ca. 18 bis 30 º zur Mittelebene des Reifens. Der Winkel des Kords einer Gürteleinlage ist dem der anderen Gürteleinlage kreuzweise entgegengesetzt. Dieser herkömmliche Reifen hat aufgrund dieses Kordwinkels ein Einlagensteuermoment, das Steuerungs- und Federungssystem eines Fahrzeugs vorspannt. Hohe Scherbelastungen an den seitlichen Kanten der Gürtelpackung rufen Gürteltrennungen hervor, die die Lebensdauer des Reifens verkürzen. Um die Scherbelastung zu verringern und die Hochgeschwindigkeitsbelastbarkeit zu verbessern, wird im allgemeinen ein Gummikeil zwischen den Einlagen an deren seitlichen Kanten verwendet. Das japanische Patent Nr. 60-234003A offenbart die Hinzufügung zweier zusätzlicher Hilfsgürtel mit Textilkords; einer zwischen der Zweigürtel-Verstärkungspackung und der Karkasse und der andere zwischen der Zweigürtel-Verstärkungspackung und dem Laufstreifengummi. Die Kordwinkel in diesen Hilfseinlagen liegen zwischen 54 und 90º und sind einander entgegengesetzt orientiert. Der offenbarte Nutzen dieses Patents ist die Eindämmung der Scherverformung innerhalb der Oberfläche der Gürtelschicht sowie die Vermeidung von Seitenkraft bei der Geradeausfahrt (aufgrund von Steuerung durch die Einlage). Die gleichen Ziele werden mit der hier offenbarten Erfindung erreicht, allerdings mit einem erheblich vereinfachten Reifenaufbau und einem verringerten Reifengewicht.
Das US-Patent 3 945 422 beschreibt einen Reifen mit drei Gürteleinlagen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wobei eine zweite Gürteleinlage zwischen der ersten und der dritten Einlage angeordnet ist. Die erste und die dritte Einlage haben Korde mit gleichem Winkel und gleicher Anzahl von Korden pro Zoll, die zweite Einlage hat die doppelte Anzahl von Korden pro Zoll im Vergleich zur ersten und dritten Einlage und einen Winkel von gleichem Betrag wie bei der ersten und dritten Einlage, aber in umgekehrter Richtung, wobei die Kordwinkel vorzugsweise einen Betrag von ca. 24º haben, die Korde vorzugsweise aus Stahl gefertigt sind und die Breite sich von einer Einlage zur nächsten unterscheidet. Die Erfindung betrifft einen Reifen mit einem Gürtel aus drei Lagen, mit anderer Struktur als der vorhergehende, mit verbesserter Haltbarkeit und verringertem Rollwiderstand.
Die Verwendung von Polvmer-Monofilamenten für die Karkasse oder den Gürtel von Reifen, welche Monofilamente einen ovalen Querschnitt haben können, ist z.B. in den folgenden Patenten oder Patentanmeldungen offenbart: US 3 166 113, US 3 963 678, US 4 634 625, US 3 692 080, US 4 850 412, EP 356 159. Keines dieser Dokumente beschreibt jedoch die Verwendung von Monofilamenten in Reifen mit dreilagigem Gürtel.
US-Patent Nr. 3 404 721 offenbart die Verwendung von Polyamid-Multifilamentkorden in einer schmalen, U-förmig um die Kanten von metallischen Gürteleinlagen gefalteten Einlage.
Die Erfindung betrifft den Schutz einer Metallgürteleinlage auf anderem Wege, mit einer Dreilagenstruktur.

Kurzbeschreibung der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Radial-Luftreifen mit wenigstens einer Karkasseneinlage, einem Laufstreifen, einem Paar Seitenwände, einem Paar Wulste und einer zwischen dem Laufstreifen und der Karkasseneinlage angeordneten Gürtelpakkung, welche drei radial angeordnete Einlagen umfaßt, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die erste und die dritte Einlage der Gürtelpackung eine Mehrzahl von im wesentlichen parallel verlaufenden Polymer-Monofilament-Verstärkungsteilen enthalten, die unter einem ersten Winkel relativ zur Mittelebene im Bereich von +15 bis +20º angeordnet sind, eine zweite Einlage der Gürtelpackung zwischen der ersten und der dritten Einlage angeordnet ist und eine Mehrzahl von im wesentlichen parallel verlaufenden metallischen Verstärkungsteilen enthält, die unter einem zweiten Winkel im Bereich von ca. -15 bis -25º relativ zur Mittelebene angeordnet sind, wobei die zweite Einlage relativ zur Mittelebene zentriert ist und eine bestimmte axiale Breite hat, die erste und die dritte Einlage relativ zur Mittelebene zentriert sind und jeweils axiale Breiten haben, die im wesentlichen einander gleich und größer als die axiale Breite der zweiten Einlage sind, und axiale Kantenbereiche der ersten und der dritten Einlage einander berühren.
Der Ausdruck "Polymer-Monofilament" bezeichnet ein beliebiges Monofilament aus einem organischen Polymer, z.B. ein Polyester- oder Polyamid-Monofilament, vorzugsweise ein Polyamid-Monofilament.
Der Ausdruck "axial" bedeutet "in einer Richtung senkrecht zur Mittelebene".
Vorzugsweise hat der erfindungsgemäße Reifen folgende Merkmale. Die axiale Breite der zweiten Einlage liegt zwischen 95 % und 105 % der axialen Breite des Abrollstreifens und ist vorzugsweise gleich dieser Breite. Die Breiten der ersten und dritten Einlage sind so gewählt, daß ihre Kanten über die Kanten der zweiten Einlage um einen Abstand hinausreichen, der beim vulkanisierten Reifen zwischen ca. 5 und 16 mm liegt. Die axiale Breite der ersten und dritten Einlage ist daher um ca. 10 bis 32 mm größer als die axiale Breite der zweiten Einlage. Die Abstände, mit den die Verstärkungsteile in der ersten, zweiten und dritten Einlage beabstandet sind, sind einander im wesentlichen gleich.
Die durch die Überlagerung der drei Scheiteleinlagen gebildete Verstärkungsgürtelpackung ist von der Karkasseneinlage oder -einlagen durch eine dünne Gummischicht (Schulterkeil) von ca. 0,5 bis 0,8 mm Dicke in radialer Richtung am vulkanisierten Reifen getrennt. Diese Schicht sollte sich seitlich über die Kanten des Gürtels hinaus erstrecken, sie kann jedoch unter dem zentralen Abschnitt des Scheitels in einer Breite von ca. 50 % der Gürtelbreite durch eine Verjüngung ihrer Kante unterbrochen sein.
Bei 1,5 % Dehnung sollte die Steifigkeit pro Breiteneinheit eines für die erste und dritte Einlage verwendeten Gewebes wenigstens 12,0 daN/cm und nicht mehr als 50 daN/cm betragen. Bei 3 % Dehnung sollte die Steifigkeit pro Breiteneinheit des für die erste und dritte Einlage verwendeten Gewebes wenigsten 18 daN/cm und nicht mehr als 70 daN/cm betragen.
Bei 1,5 % Dehnung sollte die Steifigkeit pro Breiteneinheit eines für die zweite Einlage verwendeten Gewebes wenigstens 30 daN/cm betragen, ohne obere Grenze.
Die bevorzugte Konfiguration für die erste und dritte Einlage ist ein Nylon-Monofilament mit einer Feinheitsnummer von 4000 bis 6000 Decitex, behandelt mit einem herkömmlichen RFL (Resorcin-Formaldehyd-Latex)-Klebstoff unter Behandlungsbedingungen zum Erzeugen einer freien Schrumpfung des Fadens von 1,5 bis 2 % bei 180ºC.
Das zur Beschichtung der Verstärkungseinlagen verwendete Elastomermaterial (elastomeric skim material) ist von einer herkömmlicherweise für Scheitelverstärkungseinlagen aus Metall- oder Textilmaterialien verwendeten Art, mit einem Modul in einem Bereich von 10 bis 45 MPa, gemessen bei 10 % Dehnung. Die Höhe des für die Verstärkungseinlagen verwendeten Moduls hängt ab von der für die vorgegebene Anwendung des Reifens erwünschten Gebrauchseigenschaften. Die radiale Dicke der Beschichtung der Verstärkungseinlagen hängt ab von der Art der verwendeten Verstärkungsmaterialien, sollte aber ausreichend sein, um eine Gummischicht von 0,1 mm bis 0,25 mm oberhalb oder unterhalb der Oberfläche der Verstärkungskorde zu ergeben.
Die bevorzugte Konfiguration für die zweite Einlage ist ein mit einer herkömmlichen Messingbeschichtung überzogenes Stahlkabel, das unter einem Winkel von 15 bis 25º gegen die Mittelebene des Reifens angeordnet ist. Der Winkel des Gürtels wird ausgewählt, um einen optimalen Ausgleich der Parameter bei Vorgabe von Aufbau und Maßen des Reifens zu ergeben. Das Elastomer-Beschichtungsmaterial für die zweite Verstärkungseinlage ist von einer herköwmlicherweise für Stahleinlagen im Scheitel eines Reifens verwendeten Art. Die Beschichtung der zweiten Einlage kann dieselbe wie bei der ersten und dritten Einlage sein.
Der bevorzugte radiale Abstand des Gummmaterials zwischen der Gürtelpackung und der radial innersten Oberfläche einer Laufstreifenrille liegt im Bereich von ca. 1,0 bis ca. 2,0 mm.
Eine Ausgestaltung der Erfindung wird nun zur Verdeutlichung ohne jede Einschränkung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt durch den Scheitelbereich eines Reifens mit einer herkömmlichen zweilagigen Verstärkungspackung;
Fig. 2 einen ausgebreiteten Ausschnitt aus der Gürtelpackung und Karkassenverstärkung aus Fig. 1;
Fig. 3 einen Querschnitt durch den Scheitelbereich eines Reifens mit einer dreilagigen Verstärkungspackung nach der bevorzugten Ausgestaltung dieser Erfindung;
Fig. 4 einen ausgebreiteten Querschnitt der Gürtelpackung und Karkassenverstärkung aus Fig. 3; und
Fig. 5 eine perspektivische Darstellung eines Abschnitts einer Reifenoberseite, die teilweise aufgebrochen ist, um die innere Struktur und Details der bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung zu zeigen.

Genaue Beschreibung und bevorzugte Ausgestaltungen

Der herkömmliche Reifen 1 aus Fig. 1 ist um die Mittelebene E-E symmetrisch und stellt einen derzeit typischen Aufbau der Scheitelfläche eines Pkw-Reifens mit nominellen Gebrauchseigenschaften dar. Die gezeigten Komponenten des Reifens umfassen einen Laufstreifen 2, eine Karkasse 3, eine Seitenwand 4, eine undurchlässige Auskleidung 5, eine Gürtelverstärkungspackung mit einer ersten Einlage 6 und einer zweiten Einlage 7, einen Keil 8 zwischen den Einlagen und einen Schulterkeil 9. Der Wulstbereich ist nicht gezeigt.
Die Korde oder Kabel in der zweiten Einlage 7 sind unter einem Winkel angeordnet, der dem Winkel der Korde oder Kabel in der ersten Einlage 6 entgegengesetzt ist. Diese diagonale Gürtelpackung führt zu einem Stellmoment, das das Steuerungs- und Federungssystem des Fahrzeugs vorspannt. Der Keil 8 zwischen den Einlagen wird verwendet, um die Scherbelastungen zwischen den Einlagen 6 und 7 an ihrer Kante überzuleiten. Diese Belastungen können die Geschwindigkeits- und Ermüdungsbeständigkeit des herkömmlichen Reifens 1 begrenzen. Bei einer Mehrzahl herkömmlicher Reifenkonstruktionen mit Gürtelverstärkung werden Metallkabel verwendet. Ausreichende Dicke zwischen dem Boden der Rille 10 des Laufstreifens und dem Metallkabel ist notwendig, um Korrosionsbeständigkeit gegen Objekte zu erreichen, die das Gummi des Laufstreifens 2 durchdringen. Dieser herkömmliche Reifen 1 dient zum Vergleich mit der nachfolgend offenbarten bevorzugten Ausgestaltung des Reifens 11.
Der ausgebreitete Querschnitt der Gürtelverstärkungspackung, des Schutzgummis und der Karkasse beim herkömmlichen Reifen 1 sind in Fig. 2 gezeigt. Die Korde oder Kabel sind weit beabstandet dargestellt, um die Beziehung der Kabel in den Gürteleinlagen und der Karkasse zueinander klar zu zeigen. Der Reifen ist symmetrisch um die Mittelebene E-E.
Die radial innerste Karkasse 3 ist als einteilige Einlageschicht dargestellt, doch können auch bei diesen herkömmlichen Reifen 1 mehrere Schichten verwendet werden. Die Karkassenkorde haben ca. 90º zur Mittelebene E-E und sind bei Pkw-Reifen üblicherweise Textilkorde. Die übliche Zweieinlagenverstärkungspackung hat eine erste Einlage 6 radial innerhalb einer zweiten Einlage 7. Die Gürtelkorde können Textilkorde oder Metallkabel sein, wobei Metallkabel die verbreitetste Verstärkung sind, um angemessene Stärke und Haltbarkeit bei vernünftigem Reifengewicht zu erhalten. Die Dicke des Gummibeschichtungsmaterials, das die Metallkorde in den Gürteleinlagen bedeckt, ist nominell 0,30 bis 0,60 mm. Der Winkel β1 der Korde der ersten Einlage 6 zur Mittelebene E-E ist dem Winkel β2 der Korde der zweiten Einlage 7 entgegengesetzt. Die Winkel β1 und β2 sind normalerweise gleich und entgegengesetzt und variieren zwischen ca. 18 und 30º beim herkömmlichen zweilagigen Reifen 1. Der Zenitwinkel β2 der radial äußersten zweiten Einlage 7 beeinflußt die Größe des Stellmoments bei einem freilaufenden herkömmlichen Reifen 1.
Der Keil 8 zwischen den Einlagen wird zwischen die Gürteleinlagen 6 und 8 eingefügt, um die Reifenlebensdauer zu erhöhen, indem der Einfluß hoher Scherkräfte an den Gürtelkanten und von Scherkräften zwischen den Einlagen verringert wird. Der Schulterkeil 9 wird hinzugefügt, um die Steifigkeit an den Schultern zu verbessern und die Überleitung der Kräfte zwischen der Karkasse und der Gürtelpackung zu unterstützen.
Die bevorzugte Ausgestaltung dieser Erfindung ist der Reifen 11 mit dreilagigem Gürtel aus Fig. 3, der um die Mittelebene E-E symmetrisch ist. Die gezeigten Reifenbestandteile umfassen einen Laufstreifen 12, eine Karkasse 13, eine Seitenwand 14, eine undurchlässige Auskleidung 15, eine Gürtelverstärkungspackung mit drei Scheitelverstärkungseinlagen 16, 17 und 18 und einem Schulterkeil 19. Verbesserungen in den Wulstbereichen (nicht gezeigt) sind nicht Teil dieser Erfindung. Die radial innerste erste Einlage 16 der Gürtelverstärkungspackung ist im wesentlichen identisch mit der radial äußersten dritten Einlage 17, einschließlich des Zenitwinkels, wie nachfolgend besprochen. Die zweite Einlage 18 ist zwischen der ersten Einlage 16 und der dritten Einlage 17 angeordnet. Die axiale Breite der zweiten Einlage 18 liegt in einem Bereich von ca. 95 bis 105 % der axialen Breite des in abrollendem Kontakt mit der Oberfläche befindlichen Laufstreifens unter von der Tyre and Rim Association für jede Reifengröße und -anwendung spezifizierten nominellen Konstruktionsbedingungen. Die Hälfte dieser Breite ist als Maß W in Fig. 3 dargestellt. Die erste und dritte Einlage 16 und 17 haben eine Breite, die über die zweite Einlage 18 um an jeder Kante einen Abstand B hinausreicht, der in einem Bereich von ca. 5 bis 16 mm liegt. Die Kante 21 der dritten Einlage ist in Kontakt mit der ersten Einlage 16 und wirkt als Kantenabdeckstreifen für die zweite Einlage 18. Dadurch kann ein Keil zwischen den Einlagen, wie er beim herkömmlichen Reifen 1 verwendet wird, fortgelassen werden. Ein Schulterkeil 19 hat beim dreilagigen Reifen 11 dieselbe Schutzwirkung und Funktion wie beim herkömmlichen Reifen 1. Dieser Schulterkeil ist im zentralen Abschnitt des Scheitels auf einer Breite von ca. 50 % der Kontaktbreite des Laufstreifens 2 x W unterbrochen.
Der Abstand zwischen dem Boden der Laufstreifenrille 20 und der Gürtelpackung ist bei diesem Reifen 11 mit dreilagigem Gürtel verringert und liegt in einem Bereich von ca. 1,0 bis ca. 2,0 mm. Dies wird ermöglicht durch die Verwendung von korrosionsbeständigen Kordmaterialien für die Gürtelpackung, wie hier offenbart.
Der ausgebreitete Querschnitt von Gürtelverstärkungspackungen, Schutzgummi und Karkasse des bevorzugten Reifens 11 mit dreilagiger Verstärkung ist in Fig. 4 gezeigt. Die Verstärkungsteile sind weit voneinander beabstandet dargestellt, um die Beziehung der Verstärkungsteile in den Gürteleinlagen der Karkasse zueinander klar darzustellen.
Der Reifen ist um die Mittelebene E-E symmetrisch. Der radial innerste Bestandteil ist die Karkasse 13, die als einteilige Einlage dargestellt ist, doch liegen auch Mehrfacheinlagen im Rahmen dieser Erfindung. Die Korde der Karkasse liegen unter ca. 90º zur Mittelebene E-E (radial) und sind Multifilamentkorde aus einer Gruppe von Materialien, die Rayon, Polyamid und Polyester umfaßt. Es können auch Monofilamentkorde in der Karkasse 13 verwendet werden, doch sind dies nicht die für diese Ausgestaltung bevorzugten Materialien.
Die Verstärkung des Reifens mit dreilagigem Gürtel hat eine erste Einlage 16 und eine dritte Einlage 17, die in Aufbau und Materialien im Rohzustand ungefähr gleich sind. Die Verstärkungsteile der Einlagen 16 und 17 dieser bevorzugten Ausgestaltung sind Polyamid(Nylon)-Monofilamente 100 mit einer Feinheitszahl in einem Bereich von ca. 4000 bis 6000 g pro 10 000 m (Decitex) . Die Steifigkeit der ersten und dritten Einlage 16 bzw. 17 sind in der Kurzbeschreibung für 1,5 und 3 % Dehnung angegeben. Jedes dieser Monofilamente hat einen ovalen Querschnitt in einer Ebene quer zu seiner Verlaufsrichtung. Dieses oval geformte Monofilament ist dem Multifilamentkord hinsichtlich seiner Widerstandsfähigkeit gegen Durchdringung durch Fremdkörper überlegen. Die dritte Einlage 17 kann die zweite Einlage 18 schützen, die korrosionsanfällige Metallkabel enthalten kann. Die Nylon-Monofilamente brauchen keine dicke Gummibeschichtung, so daß die erste und dritte Einlage 16 und 17 eine Dicke der der Monofilamente bedeckenden Gummibeschichtung im Bereich von ca. 0,10 bis 0,25 mm und einen Modul wie in der Zusammenfassung angegeben haben. Der erste Zenitwinkel 01 gegen die Mittelebene E-E ist für die Einlagen 16 und 17 gleich und liegt in einem Bereich von ca. 15 bis 200 bei der in Figuren 3 und 4 dargestellten bevorzugten Ausgestaltung.
Die zweite Einlage 18 der Gürtelpackung aus Fig. 4 hat als Verstärkung Metallkabel 180, so daß der in der Zusammenfassung für 1,5 % Dehnung angegebene Steifigkeitswert erreicht wird. Der Zenitwinkel α2 der zweiten Einlage ist dem Zenitwinkel α1 der ersten Einlage entgegengesetzt und liegt in einem Bereich von ca. -15 bis -25º zur Mittelebene E-E. Der zweite Zenitwinkel α2 der zweiten Einlage 18 kann variiert werden, um einen optimalen Ausgleich der Parameter bei Vorgabe von Reifenkonstruktion und -maßen zu erreichen. Der Radius des Scheitesl sowie die Ausdehnung des Reifens während des Aufpumpens und durch Zentrifugalwirkung hängen stark vom zweiten Winkel α2 ab. Ein Scheitelradius im Bereich von ca. 450 bis 3000 mm wird bei dieser bevorzugen Ausgestaltung verwendet.
Bei einem optimalen Zenitwinkel α2 der zweiten Einlage haben experimentelle Untersuchungen ergeben, daß die Bodenberührungsfläche des Reifens 11 mit dreilagigem Gürtel fast verschwindendes Stellmoment, eine gleichförmigere Druckverteilung und gleichförmige Längs- und Querantriebsbelastungen hat. Die Bodenkontaktfläche wird gesteuert, indem der radiale Rückstand der Kante der zweiten Einlage 18 gegen ihren Mittelbereich in einem Bereich von ca. 1 bis 4 % ihrer Breite liegt. Der Reifen zeigt eine Verbesserung der Abriebbeständigkeit, der Zugkraft im Nassen und im Trockenen und der Fahrbarkeit des Fahrzeugs. Die bevorzugte Verstärkung der zweiten Einlage 18 ist ein Metallkabel 180 mit einer Messingbeschichtung mit in etwa herkömmlichem Aufbau, einschließlich einer Gummibeschichtung aus demselben Material, das auch für die Stahlgürtel eines herkömmlichen Reifens verwendet wird, allerdings mit einer Dicke wie für die erste und dritte Einlage 16 und 17 angegeben. Der Schulterkeil 19 trennt die Gürtelpackung von der Karkasse 13 und verläuft seitlich im Schulterbereich, ist aber im zentralen Abschnitt des Scheitels unterbrochen. Die Dicke dieses herkömmlichen Gummischulterkeils liegt in einem Bereich von ca. 0,5 bis 0,8 mm und verjüngt sich, um an der mittleren Kante einen Keil zu bilden.
Die perspektivische Darstellung aus Fig. 5 verdeutlicht die wechselseitige Beziehung der diversen Bestandteile, die den bevorzugten Reifen 11 mit dreilagigem Gürtel bilden. Das Profil des Laufstreifens 12 ist nicht gezeigt, da im Rahmen dieser Erfindung diverse Konstruktionen möglich sind. Die Karkasse ist als einteilige Einlage dargestellt, doch liegen auch mehrteilige Einlagen im Rahmen dieser Erfindung. Die erste Einlage 16 und die dritte Einlage 17 der Gürtelverstärkungspackung sind etwa gleich, einschließlich ihrer Monofilamentwinkel. Die dritte Einlage bedeckt die Kante der zweiten Einlage 18 dieser Gürtelpackung und schafft so einen Schutz der Gürtelkante für diese zweite Einlage 18. Der Schulterkeil 19 aus Gummimaterial ist an jeder seitlichen Schulter zwischen der Karkasse und der ersten Einlage 16 angeordnet und erstreckt sich um den Schulterbereich zum Seitenwandbereich 14, ist jedoch im Mittelabschnitt des Reifens abgeschnitten. Die Auskleidung 15 ist ein relativ luftundurchlässiges Gummimaterial und hat einen herkömmlichen Aufbau. Die Korde sind voneinander beabstandet dargestellt, um ihre relative Orientierung und Anordnung klar zu zeigen. Alle Einlagekorde (Verstärkungsteile) sind in der bevorzugten Ausgestaltung im wesentlichen gleich beabstandet.
Die beanspruchte Erfindung hat sich gegenüber einer herkömmlichen Konstruktion mit zwei Stahleinlagen als vorteilhaft hinsichtlich des Verhaltens bei hoher Geschwindigkeit und eines verbesserten Rollwiderstandes bei herkömmlichen Trommel- und Zwillingswalzenverfahren (drum and twin roll methods) erwiesen. Die Erfindung zeigt verbesserte Korrosionsbeständigkeit und verbesserte Beständigkeit gegen Auftrennung der Gürtelkanten bei rauhen Betriebsbedingungen im Vergleich zur herkömmlichen Zweilagenkonstruktion. Diese Erfindung ermöglicht eine einfache Einstellung für optimale Gebrauchseigenschaften bei gegebener Formkonstruktion durch eine kleine Anpassung des Winkels der zweiten Einlage. Diese Erfindung ermöglicht auch eine erhebliche Verringerung des Stellmoments des Reifens durch Einstellen des Winkels der a zweiten Einlage. Die Erfindung erlaubt eine erhebliche Kosten- und Gewichtsverringerung des Reifens durch Verringerung der Stahlmenge im Reifen, zusätzlich zur Verringerung der in den Verstärkungslagen und dem Bereich unter dem Laufstreifen des Reifens und oberhalb der Verstärkungsgürtelpackung erforderlichen Gummidicken. Die Erfindung bietet eine verbesserte Abriebbeständigkeit, insbesondere der Schulter, bei scharfer Kurvenfahrt im Vergleich zum zweilagigen Stahlgürtelreifen, aufgrund einer besseren Verteilung der Kräfte und einer Optimierung der Kontaktfläche des Reifens. Die Erfindung ermöglicht einen verbesserten Fahrkomfort im Vergleich zum zweilagigen Stahlgürtelreifen durch Verringerung der Stahlmenge und Optimierung des Reifenprofils, die durch Anpassungen der Verstärkungsgürtelpackung möglich werden. Die Erfindung ermöglicht eine einfache Produktion, da sie diverse Gürtelkantenschutzmaterialien überflüssig macht, die bei einer zweilagigen Stahlgürtelkonfiguration gebraucht werden, sowie durch die Tatsache, daß erste und dritte Einlage am gleichen Fertigungsplatz angebracht werden können, da sie identisch sind.

Experimentelle Belege

Der Reifen mit dreilagigem Gürtel gemäß der bevorzugten Ausgestaltung wurde mit einem herkömmlichen derzeit angebotenen zweilagigem Stahlgürtelreifen nach gegenwärtiger Technik mit derselben T&RA-Klassifikation (rating) verglichen. Diverse experimentelle Untersuchungen wurden durchgeführt und die Ergebnisse sind im folgenden zusammengefaßt.
Der dreilagige Gürtelreifen hatte konsistent eine obere Geschwindigkeitsgrenze oberhalb von 240 km/h. Durchschnittliche obere Geschwindigkeitsgrenzen waren ca. 15 % höher beim dreilagigen Reifen. Der Rollwiderstand auf der Meßwalze (meter roadwheel) zeigt eine 2- bis 5-%ige Verringerung und auf der Zwillingswalze (twin rolls) wurde eine 4- bis 5-%ige Verringerung für den dreilagigen Reifen aufgezeichnet. Das Stellmoment des dreilagigen Reifens, das das Steuerungs- und Federungssystem vorspannt, wurde drastisch verringert auf einen Wert von 1/6 bis 1/10 des für den herkömmlichen Reifen gemessenen Werts. Schließlich wurde eine Gesamtverringerung des Reifengewichts um ca. 10 bis 15 % bei dem erfindungsgemäßen dreilagigen Reifen erzielt.
Es versteht sich, daß ähnliche Einlagenanordnungen sowie die Verwendung anderer Kordmaterialien für die erste und dritte Einlage der in den hier gegebenen Beispielen offenbarten dreilagigen Verstärkungspackung entwickelt werden können, ohne sich von der Erfindung zu lösen. Zum Beispiel können Polyester-Monofilamente verwendet werden. Die oben beschriebenen Beispiele der Erfindung sind daher als Veranschaulichung und nicht als Einschränkung der in den nachfolgenden Ansprüchen definierten Erfindung anzusehen.

Claims

1. Radial-Luftreifen (11) mit wenigstens einer Karkasseneinlage (13), einem Laufstreifen (12), einem Paar Seitenwände (14), einem Paar Wülste und einer zwischen dem Laufstreifen und der Karkasseneinlage angeordneten Gürtelpackung, wobei die Gürtelpackung drei radial angeordnete Einlagen (16, 17, 18) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und dritte Einlage (16, 17) der Gürtelpackung eine Mehrzahl von im wesentlichen parallel verlaufenden Polymer-Monofilament-Verstärkungsteilen (100) enthalten, die unter einem ersten Winkel (α1) relativ zur Mittelebene im Bereich von ca. +15 bis +20º angeordnet sind, eine zweite Einlage (18) der Gürtelpackung zwischen der ersten und der dritten Einlage (16, 17) angeordnet ist und eine Mehrzahl von im wesentlichen parallel verlaufenden metallischen Verstärkungsteilen (180) enthält, die unter einem zweiten Winkel (α2) im Bereich von ca. -15 bis -25º relativ zur Mittelebene angeordnet sind, wobei die zweite Einlage (18) relativ zur Mittelebene zentriert ist und eine bestimmte axiale Breite hat, die erste und dritte Einlage (16, 17) relativ zur Mittelebene zentriert sind und jeweils axiale Breiten haben, die im wesentlichen einander gleich und größer als die axiale Breite der zweiten Einlage (18) sind, und axiale Kantenbereiche der ersten und der dritten Einlage (16, 17) einander berühren.

2. Reifen (11) nach Anspruch 1, bei dem die erste und die dritte Einlage (16, 17) jeweils eine Steifigkeit pro Breiteneinheit bei 1,5 % Dehnung von wenigstens 12,0 daN/cm und nicht mehr als 50 daN/cm und eine Steifigkeit pro Breiteneinheit bei 3,0 % Dehnung von wenigstens 18,0 daN/cm und nicht mehr als 70 daN/cm haben.

3. Reifen (11) nach Anspruch 1, bei dem die zweite Einlage (18) eine Steifigkeit pro Breiteneinheit bei 1,5 % Dehnung von wenigstens 30 daN/cm hat.

4. Reifen (11) nach Anspruch 1, mit zwlschen der Karkasseneinlage (13) und der Gürtelpackung angeordnetem Gummi (19), welches Gummi (19) in radialer Richtung bemessen eine Dicke im Bereich von ca. 0,5 bis 0,8 mm hat.

5. Reifen (11) nach Anspruch 1, mit radial außerhalb der Gürtelpackung angeordnetem, den Laufstreifen (12) definierendem Gummi, in dem wenigstens eine Rille (20) gebildet ist, wobei die radiale Dicke des Gummis zwischen der Gürtelpackung und der radial innersten Oberfläche der Rille im Bereich von ca. 1,0 bis 2,0 mm liegt.

6. Reifen (11) nach Anspruch 1, mit einer die Polymer- Monofilament-Verstärkungsteile (100) in der ersten und dritten Einlage (16, 17) bedeckenden Gummibeschichtung, die eine radiale Dicke im Bereich von ca. 0,10 bis 0,25 mm hat.

7. Reifen (11) nach Anspruch 1, bei dem jedes der Polymer- Monofilament-Verstärkungsteile (100) ein Polyamid-Monofilament ist.

8. Reifen (11) nach Anspruch 7, bei dein das Polyamid-Monofilament (100) einen ovalen Querschnitt in einer Ebene quer zur Verlaufsrichtung des Verstärkungsteils (100) hat.

9. Reifen (11) nach Anspruch 1, bei dem die axiale Breite der zweiten Einlage (18) im Bereich von ca. 95 % bis 105 % der axialen Breite des Laufstreifens (12) liegt.

10. Reifen (11) nach Anspruch 1, bei dem die axialen Breiten der ersten und dritten Einlage (16, 17) jeweils um ca. 10 bis 32 mm größer als die axiale Breite der zweiten Einlage (18) sind.

11. Reifen (11) nach Anspruch 1, bei dem die Abstände, in denen die Verstärkungsteile (100) in der ersten (16), zweiten (18) und dritten (17) Einlage angeordnet sind, im wesentlichen gleich sind.