DE2801064A1 - Luftreifen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Luftreifen, besonders Luftreifen, bei denen ein Gürtel unter der Lauffläche eingelegt ist.

Eine oft anzutreffende Versagensursache bei solchen Luftreifen ergibt sich aus Lösungen, die sich an der Kante des Gürtelaufbaus entwickeln und von dort allmählich fortschreiten, bis der Gürtel von der Karkasse abgelöst ist. Diese Lösungen sind an dem Reifen nicht von außen sofort sichtbar; sie verursachen jedoch eine Reibung zwischen den voneinander getrennten Reifenteilen, wodurch Hitze erzeugt wird und ein rasches Versagen der Reifen erfolgt. Es hat sich gezeigt, dass erfindungsgemäß der berichtete Nachteil vermieden werden kann, wenn mindestens zwei Verstärkungs-Cordlagen verwendet werden, die jeweils an den Wulstkernen der beiden Reifenwülste verankert werden und die in Radialrichtung außerhalb des Gürtelaufbaus verlaufen, jedoch sich nicht bis zum anderen Wulst erstrecken.

Die Erfindung schafft einen Luftreifen, der einen Laufflächenabschnitt, einen Gürtelaufbau zur Verstärkung des Laufflächenabschnitts, zwei Seitenwände mit jeweils einem zugeordneten Wulst mit Wulstkern enthält, bei dem jede Seitenwand eine Verstärkungs-Cordlage enthält, die um den jeweiligen Wulstkern der zugeordneten Reifenwulst verankert ist und sich bis in den Laufstreifenabschnitt radial außerhalb des Gürtelaufbaus erstreckt und mindestens einen Teil der Breite des Gürtelaufbaus überdeckt, jedoch kurz vor dem anderen zugehörigen Wulst endet.

Es ist nicht beabsichtigt, in dieser Schrift eine besondere Theorie zur Erklärung heranzuziehen, es wird jedoch angenommen, dass bei den üblichen Radialreifen, bei denen die Seitenwand-Verstärkungslagen in Radialrichtung innerhalb des Gürtels liegen, eine Spannung in der Reifenkarkasse den Reifengummi in

Radialrichtung nach innen zu ziehen neigt und ihn damit von der radial innen gelegenen Fläche des Gürtelaufbaus abzieht. Diese Zugspannung verschlimmert jeden an der Kante des Gürtelaufbaus auftretenden Fehler. Durch das Anbringen der Verstärkungscordlagen in Radialrichtung außerhalb des Gürtelaufbaus wird die Zugspannung in den Seitenwänden durch eine Kompressionsspannung ersetzt. Infolgedessen wachsen irgendwelche Schadensrisse, die an der Gürtelkante entstehen, langsamer, als es in Gummiseitenwänden der Fall ist, in denen eine Zugspannung herrscht.

Vorzugsweise besteht der Gürtelaufbau aus zwei oder mehr übereinander liegenden Lagen aus parallelen Corden, wobei die Corde in mindestens einer der Lagen in einem bestimmten Winkel, beispielsweise im Bereich von 10° bis 30°, gegenüber der Umfangsmittelebene des Reifens angeordnet sind. Aufeinanderfolgende Cordlagen sind vorzugsweise so angeordnet, dass der jeweilige Winkel der Corde gegenüber der Umfangsmittenebene entgegengesetzt zu dem des benachbarten Cordes oder der benachbarten Corde liegt. Vorzugsweise enthalten die Lagen Metallcorde, beispielsweise Stahlcorde, sie können jedoch auch aus irgendeinem anderen, dafür geeigneten Material, beispielsweise aus Glas oder textilem Material, beispielsweise einem aromatischen Polyamid, aus Polyester, Nylon oder Rayon bestehen.

Vorzugsweise enthalten die Seitenwandverstärkungslagen Corde, die in im wesentlichen radialen Ebenen angeordnet sind, jedoch können, wenn nötig, die Seitenwandverstärkungslagen so angeordnet sein, dass ihre Corde gleiche oder entgegengesetzt liegende Schräglaufwinkel im Bereich von zwischen 35° und 90° gegen die Umfangsmittenebene aufweisen.

Es werden üblicherweise zwei verankerte Verstärkungscordlagen, wie erwähnt, angewendet, wobei jeweils eine Lage an einem der beiden Wülste verankert ist, es kann jedoch auch eine größere Anzahl von solchen Lagen Verwendung finden. Die folgende Beschreibung bezieht sich besonders auf Reifen mit nur zwei solchen verankerten Verstärkungslagen.

Jede verankerte Lage erstreckt sich so radial außerhalb des Gürtelaufbaus, dass sie dessen axiale Breite bis zu einem gewissen Ausmaß überdeckt. Vorzugsweise geht die Überdeckung so weit, dass die gesamte axiale Breite des Gürtelaufbaus durch jede Verstärkungslage überdeckt wird und vorzugsweise reicht jede Lage bis in den Bereich, jedoch vorzugsweise nicht weniger als 5 mm entfernt von einer axialen Kante des Gürtelaufbaus, wobei die axiale Kante an der entgegengesetzt liegenden Seite der Umfangsmittenebene des Reifens wie der Wulst liegt, an dem die jeweilige Lage verankert ist.

Bei einer alternativen Konstruktion überdeckt jede Lage nur einen Teil des Gürtelaufbaus, beispielsweise nicht weniger als ein Drittel seiner axialen Breite. In diesem Fall überlappen die beiden Verstärkungslagen einander nicht.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung besitzt der Reifen eine Ringlage aus parallelen Corden, die radial außerhalb der radial am weitesten außen liegenden Seitenwandverstärkungslagen angeordnet ist.

Diese ringförmige Lage kann bei jeder der verschiedenen erfindungsgemäßen Reifenarten verwendet werden. Die Ringlage überdeckt vorzugsweise die gesamt axiale Breite des Gürtelaufbaus. Auch wenn das nicht der Fall ist, sollte sie so bemessen sein, dass dann, wenn die beiden Verstärkungslagen einan- der nicht überdecken, die Ringlage sich mindestens so weit erstreckt, dass die Endabschnitte jeder Lage überdeckt sind, d.h. dass ein etwa vorhandener Spalt zwischen den Lagen überbrückt wird.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung näher erläutert; in der Zeichnung zeigt:

Figur 1 eine schematische Darstellung eines Radialschnittes einer ersten Ausführungsform der Erfindung,

Figur 2 eine schematische Darstellung eines Radialschnittes durch eine zweite Ausführungsform,

Figur 3 eine schematische Darstellung eines Radialschnittes durch eine dritte Ausführungsform und

Figur 4 bis 8 schematische Darstellungen verschiedener Stufen eines Herstellungsverfahrens eines erfindungsgemäßen Luftreifens.

Der in Fig. 1 dargestellte Reifen besitzt einen Laufflächenabschnitt 11 und zwei Seitenwände 12, 12a, die jeweils in Reifenwülsten 13, 13a enden, welche undehnbare Verstärkungskerne 14, 14a enthalten. Der Laufflächenabschnitt 11 ist durch einen Gürtelaufbau 15 verstärkt, der zwei übereinander liegende Lagen 16, 16a aus parallelen Stahlcorden enthält. Die Lagen sind so angeordnet, dass die Corde in einer Lage einen Winkel von 20° gegen die Umfangsmittenebene des Reifens bilden und die Corde der anderen Lage einen gleichen Winkel von 20° gegen diese Ebene, jedoch im umgekehrten Sinne, bilden. Die Seitenwände 12, 12a sind jeweils durch einzelne Lagen 17, 17a aus Radialcorden verstärkt, die zur Verankerung um die

Wulstkerne 14, 14a herumgelegt sind und sich in Radialrichtung nach außen in den Laufstreifenbereich hinein erstrecken, wo sie in Radialrichtung außerhalb an dem Gürtelaufbau 15 vorbeitreten. Jede Radiallage überdeckt etwa ein Drittel der axialen Breite des Gürtelaufbaus und endet jeweils bei 18 bzw. 18a.

Der in Fig. 2 dargestellte Reifen ist ähnlich wie der in Fig. 1 dargestellte aufgebaut und entsprechende Teile sind mit der gleichen Bezugszahl mit einer vorgesetzten 2 bezeichnet. Die Seitenwände 212, 212a enden jeweils in Wülsten 213, 213a und sind jeweils durch einzelne Lagen 217, 217a von Radialcorden verstärkt, die jeweils um die Wulstkerne 214, 214a verankert sind und sich in Radialrichtung nach außen in den Laufflächenbereich erstrecken, in dem sie jeweils radial außerhalb an dem Gürtelaufbau 215 vorbeitreten. Bei diesem Reifen überdecken jedoch die Verstärkungslagen 217, 217a einander und enden bei 218, 218a den entgegengesetzt liegenden Kanten 220, 221 des Gürtelaufbaus 215 benachbart. Diese Anordnung ergibt eine Versteifung des Schulterbereichs des Reifens.

Der in Fig. 3 dargestellte Reifen ist ebenso gleichartig wie der Reifen in Fig. 1 aufgebaut und entsprechende Teile sind durch die gleichen Bezugszahlen mit vorgesetzter Ziffer 3 bezeichnet. Dieser Reifen weist jedoch eine Ringlage 322 aus parallelen Stahlcorden auf, die radial außerhalb der radial am weitesten außen liegenden Kanten der Seitenwandverstärkungslagen 317, 317a liegt. In der Ringlage 322 sind die Stahlcorde mit einem Winkel von 90° gegen die Umfangsmittenebene des Reifens angeordnet.

Ein Herstellungsverfahren für einen erfindungsgemäßen Luftreifen wird nachfolgend mit Bezug auf Fig. 4 bis 8 beschrieben.

Fig. 4 zeigt im Querschnitt die erste Stufe eines Reifenaufbauprozesses, bei dem die Seitenwandkomponenten auf einem elastomeren zylindrischen Formring 19 aufgebaut werden, wobei der Formring 19 durch einen starren, auf einer Achse 21 angebrachten Zylinder 20 gestützt wird. Diese Tätigkeit wird gleichzeitig zweimal ausgeführt, und es ist ein zweiter gleichartiger Formring an der kollinearen Achse 21a vorhanden. Dieser zweite Formring ist in der Zeichnung nicht gezeigt, jedoch ist die Lage dieses Formrings durch das axial innere Ende der Achse 21a angedeutet. Die genannten Seitenwandkomponenten können beispielsweise in der Reihenfolge der Auflage auf den Formring 19 folgende Teile einschließen:

einen Streifen 22 aus einer Seitenwandschutzmischung, einen schmäleren Streifen (nicht gezeigt) aus einer vorvulkanisierten Wulstbandmischung, der an der in Fig. 4 rechten Seite der Schutzmischung 22 angebracht ist,

einen Streifen kalandriertes Reifencordgewebe 23, das so geschnitten ist, dass die Corde im wesentlichen quer zur Längsrichtung des Streifens liegen und

einen vorbereiteten Wulstkern 24, der aus Windungen von gummiertem Stahldraht besteht, die zu einem Ring gewunden sind und der einen extrudierten Kernreiterstreifen (nicht gezeigt) von dreieckigem Querschnitt an seiner Außenfläche angebracht enthält, der durch eine dünne Schicht gummierten Gewebes (nicht gezeigt) in seiner Lage gehalten wird, das sowohl um Wulstkern als auch Kernreiterstreifen geschlungen ist.

Der Wulstkern kann dadurch der Anordnung hinzugefügt werden, dass ein Wulsthalter längs der Achse 21 aufgeschoben wird. Wenn der Wulst sich in der richtigen Lage befindet, kann der Halter entfernt werden und die Kanten 25 des Cordgewebes werden von

Hand nach oben und nach außen gefaltet. Danach wird ein (nicht gezeigter) Streifen inneres Auskleidungsmaterial der Anordnung hinzugefügt.

Das beschriebene Verfahren gleicht dem konventionellen Reifenaufbauverfahren, jedoch werden die schmalen Streifen aus Reifenwandschutzmischung und die Auskleidung so verwendet, dass eine vorbestimmte Menge des Cordgewebes (siehe Fig. 4) unbedeckt bleibt, um die Überdeckungsverbindung mit dem Gürtelaufbau bei einem späteren Stadium zu ergeben.

In Fig. 5 wird der Aufbau des Gürtels 40 für den Reifen auf einem zylindrischen, zusammenfahrbaren Formring 41 gezeigt. Dieser Formring weist zwei zylindrische Vertiefungen 42 und zwei ringförmige Nuten 43 auf, deren Zweck später beschrieben wird.

Typischerweise wird der Gürtelaufbau 40 dadurch hergestellt, dass auf die zylindrische Oberfläche des Formrings 41 zuerst eine Schicht Auskleidungsmischung und darauf folgend 2 Schichten Gürtelverstärkungs-Cordgewebe gelegt werden, wobei die letzteren miteinander entgegengesetzt liegenden Schräglagewinkeln von etwa 25° geschnitten sind. Wenn erforderlich, können Streifen einer Trenn- oder Isolierungsmischung zwischen den Kanten des Gürtelaufbaus oder auf diesen Kanten verwendet werden. Die Auskleidungsmischungsschicht ist normalerweise breiter als der Formring 41, so dass an beiden Seiten ein schmaler Randstreifen heruntergefaltet werden kann, der dann eine Überdeckverbindung mit den Auskleidungsmaterialstreifen an der Karkasse bildet, wenn diese mit dem Gürtelaufbau verbunden wird.

Wie in Fig. 6 gezeigt, werden die Achsen 21 und 21a nach innen bewegt, um die Formringe 19 in Seitenlage zum Gürtelauf- bauring 41 zu bringen.

Wie in Fig. 7 und 8 dargestellt, werden dann die beiden zylindrischen Formringe 19 teilweise expandiert (bombiert), und während der Durchmesser dieser Formringe zunimmt, werden die Lagen 23 gestreckt. Die Teile der Formringe, die keine Reifenkomponenten tragen, expandieren zuerst und es ist vorteilhaft, dieses Expandieren durch Auflegen von Kegeln 44 zu begrenzen oder zurückzuhalten.

Fig. 8 zeigt das letzte Stadium bei den Reifenaufbauverfahren, in dem die Bombierung der Formringe 19 so weit fortgeschritten ist, dass die äußeren Kanten der Lagen sich über den Gürtelaufbau zu falten beginnen. Die zylindrischen Formringe 19 können dann wieder zum Zusammenfall gebracht werden, wobei die Seitenwandlagen 23 an dem Gürtelaufbau zum Verdichten durch die herkömmlichen Verfahren hängenbleiben und schließlich die Lauffläche hinzugefügt wird. Der Reifen wird dann in einer beheizten Form vulkanisiert.

Die Verbesserung im Verhalten gegen Gürtelkantenlösungen, die durch diese Erfindung erreicht ist, rührt von der anderen Verteilung der Spannungen her, die durch die Anordnung der Seitenwandverstärkungslage in Radialrichtung außerhalb des Gürtelaufbaus erzielt wird.

Claims (10)

1. Luftreifen mit einem Laufflächenabschnitt, einem Gürtelaufbau zur Verstärkung des Laufflächenabschnitts, mit zwei Seitenwänden, die zugehörige Wülste mit Wulstkernen enthalten, wobei die Seitenwände Verstärkungslagen aus um die Wulstkerne der jeweils zugehörigen Wülste verankerten Korden enthalten, dadurch gekennzeichnet, dass sich jede Verstärkungslage (17, 17a) in den Laufflächenbereich (11) radial außerhalb des Gürtelaufbaus (15) erstreckt und mindestens einen Teil der Breite des Gürtelaufbaus (15) überdeckt, jedoch nicht ganz bis zum jeweils anderen zugeordneten Wulst reicht.

2. Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Lage die gesamte axiale Breite des Gürtelaufbaus überdeckt.

3. Reifen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede Lage in dem Bereich einer axialen Kante (220, 221) des Gürtelaufbaus endet, wobei die axiale Kante an der dem die jeweilige Lage verankernden Wulst entgegengesetzt liegenden Seite der Umfangsmittenebene des Reifens liegt.

4. Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagen (17, 17a) einander nicht überlappen.

5. Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Lagen nicht weniger als ein Drittel der axialen Breite des Gürtelaufbaus (15) überdeckt.

6. Reifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine ringförmige Lage (322) aus undehnbaren Korden in dem Kronbereich des Laufflächenabschnittes radial außerhalb der Endkanten (18, 18a) der verankerten Lagen (17, 17a) angeordnet ist.

7. Reifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gürtelaufbau aus zwei Lagen (16, 16a) aus parallelen Stahlkorden besteht, und dass die Lagen in bezug auf die Umfangsmittenebene des Reifens so angeordnet sind, dass die Korde jeder Lage (16, 16a) im im wesentlichen gleichen Winkel zu der Umfangsmittenebene liegen wie die Korde der anderen Gürtellage (16a, 16), jedoch in umgekehrtem Sinn.

8. Reifen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel im Bereich von 10° bis 30° liegt.

9. Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gürtelaufbau eine radial innen liegende Lage aus parallelen Korden einschließt, die gegenüber der Umfangsmittenebene des Reifens einen Winkel von zwischen 80° bis 90° einschließen.

10. Reifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nur jeweils eine der verankerten Lagen an jedem Wulstkern verankert ist.