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Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugluftreifen in Radialbauart mit einer Karkasseinlage, einem Laufstreifen und einem dazwischen befindlichen Gürtelverband mit mindestens zwei Lagen von im Kreuzverband angeordneten Korden, beispielsweise aus Stahl, die in Gummi eingebettet sind.
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Herkömmlich aufgebaute PKW-Reifen enthalten meist einen Gürtelverband, welcher aus zwei bis vier Lagen von in Gummi eingebetteten, in jeder Lage parallel zueinander verlaufenden Korden, insbesondere Stahlkorden, besteht. Die Stahlkorde in den einander benachbarten Lagen verlaufen jeweils gekreuzt zueinander, wobei der Winkel, den sie mit der Umfangsrichtung einschließen, üblicherweise zwischen 22° und 32° gewählt wird. Die Gürtellagen werden aus Bahnen von gummierten Stahlkorden durch Zuschneiden hergestellt.
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Ein Fahrzeugluftreifen gemäß dem Oberbegriff ist aus der
DE 25 17 273 A1 bekannt. Dieser zeigt einen Gürtelverband mit zwei Lagen von im Kreuzverband angeordneten Korden, wobei der Gürtelverband einzelne Streifen – jedoch keine Gürtellage – aufweist, die quer zur Erstreckungsrichtung ihrer Korde wellenartig geformt sind und deren Wellenberge und Wellentäler weitere Korde überdecken oder aufnehmen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Gürtelverband derart aufzubauen und auszuführen, dass seine Biegesteifigkeit in der Richtung der Erstreckung der einen Festigkeitsträger größer ist als in der Richtung der Erstreckung von zu diesen gekreuzt verlaufenden Festigkeitsträgern.
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Gelöst wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass der Gürtelverband eine aus in Gummi eingebettete, parallel zueinander verlaufende Korde aufweisende Gürtellage aufweist, welche quer oder im Wesentlichen quer zur Erstreckungsrichtung ihrer Korde wellenartig geformt ist und derart parallel zueinander verlaufende Wellenberge und Wellentäler aufweist, welche jeweils zumindest einen weiteren Kord überdecken oder aufnehmen.
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Gemäß der Erfindung werden auf eine spezielle Weise zwei Gürtellagen nachgebildet, wobei jedoch der derart gebildete Gürtelverband in Richtung der Korde, die von der wellenförmig verlaufenden Gürtellage umlaufen bzw. aufgenommen sind, wesentlich biegesteifer und zugsteifer ist als in Richtung der Erstreckung der Korde in der wellenförmig geformten Gürtellage.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenberge und/oder die Wellentäler der Gürtellage jeweils zwei oder mehr Korde überdecken bzw. aufnehmen, sodass derart die Biegesteifigkeit des fertigen Gürtelverbandes in lateraler Richtung entsprechend beeinflussbar ist.
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Die von den Wellenbergen überdeckten bzw. von den Wellentälern aufgenommenen Korde können gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung als gummierte Einzelkorde in den Gürtelverband eingebracht worden sein. Alternativ dazu können diese Korde die Korde von in den Gürtelverband eingebrachten Materialstreifen sein. Beide Varianten lassen sich auf einfache Weise, insbesondere auch in einem automatisiert ablaufenden Verfahren, herstellen.
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Eine in Summe ausgewogene Biegesteifigkeit des Gürtelverbandes lässt sich dadurch erzielen, dass dieser in Reifenquerrichtung aus zwei Teilen, insbesondere aus zwei Hälften, besteht, welche jeweils erfindungsgemäß aufgebaut sind, wobei die Wellenberge und die Wellentäler der Gürtellage in dem einen Teil gegensinnig zu jenem des anderen Teils verlaufen.
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Zusätzlich kann vorgesehen sein, den Gürtelverband mit zumindest einer weiteren, radial außerhalb der gewellten Gürtellage verlaufenden Gürtellage mit parallel zueinander verlaufenden Korden zu versehen. Dabei wird bevorzugt in jener Gürtellage, die unmittelbar auf der gewellten Gürtellage aufgebracht ist, eine Orientierung der Korde gewählt, die mit der Orientierung der Korde in der gewellten Gürtellage übereinstimmt.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Aufbau eines Gürtelverbandes für einen Fahrzeugluftreifen, wobei das Verfahren folgende, nacheinander ablaufende Schritte aufweist. Zuerst wird entweder eine Lage bestehend aus untereinander gleich beabstandeten, parallel zueinander und unter einem spitzen Winkel zur Umfangsrichtung verlaufenden Streifen bestehend aus in eine Kautschukmischung eingebetteten, parallel zueinander und in Streifenlängsrichtung verlaufenden Korden erstellt oder es wird eine Lage aus untereinander gleich beabstandeten, parallel zueinander und unter einem spitzen Winkel zur Umfangsrichtung verlaufenden gummierten Einzelkorden erstellt. Auf diese Lage wird eine Gürtellage aus in eine Kautschukmischung eingebetteten, parallel zueinander und unter einem spitzen Winkel zur Umfangsrichtung verlaufenden Korden, welche die Korde der ersten Lage kreuzen, aufgelegt. Anschließend werden auf die Gürtellage radial außerhalb der Lücken zwischen den Einzelkorden oder den Streifen weitere Einzelkorde oder weitere Streifen aus in eine Kautschukmischung eingebetteten, in Streifenlängsrichtung verlaufenden parallelen Korden oder Einzelkorden parallel zu den Streifen oder Einzelkorden aufgebracht. Wird dieser Gürtelverband, welcher auch mit einer oder mehreren weiteren Gürtellagen oder auch einer Gürtelbandage komplettiert werden kann, in einen Rohreifen eingebracht und dieser anschließend vulkanisiert, so verformt sich während der Vulkanisation des Reifens in einer Vulkanisationsform die zwischen den Einzelkorden oder Streifen befindliche Gürtellage in Wellenform, derart, dass die Wellenberge den Kord oder die Streifen überdecken und die Wellentäler den Kord oder die Streifen aufnehmen.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nun anhand der Zeichnung, die schematisch mehrere Ausführungsbeispiele darstellt, näher beschrieben. Dabei zeigen
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1 bis 5 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gürtelverbandes,
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1 bis 3 den Aufbau,
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4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV der 3 und
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5 eine Ansicht zwischen den Pfeilen B und C der 3,
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6 bis 8 Draufsichten auf Umfangsabschnitte weiterer Ausführungsvarianten erfindungsgemäßer Gürtelverbände.
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Die Erfindung befasst sich mit einem besonderen Aufbau eines Gürtelverbandes von Fahrzeugluftreifen in Radialbauart. Der Gürtelverband ist zwischen einer Karkasseinlage mit in radialer Richtung verlaufenden Verstärkungsfäden und einem aus einer oder mehreren Gummimischungen bestehenden profilierten Laufstreifen in Umfangsrichtung umlaufend eingebracht.
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1 zeigt eine Draufsicht auf einen Abschnitt der im Fahrzeugluftreifen eingebrachten Karkasseinlage 1 im Bereich radial innerhalb des Laufstreifens, mit in diesem Bereich quer zur Umfangsrichtung verlaufenden Verstärkungsfäden 1a. Mit A-A ist der in Umfangsrichtung des Reifens umlaufende Reifenäquator bezeichnet. Unmittelbar auf der Karkasseinlage 1 sind über den gesamten Reifenumfang parallel zueinander und unter einem spitzen Winkel α1 zur Umfangsrichtung A-A verlaufend Streifen 2 aufgebracht. Sämtliche Streifen 2 weisen die gleiche Breite d1 auf und sind unter einem gegenseitigen Normalabstand a1 angeordnet sind, welcher für sämtliche Streifen 2 gleich groß ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Streifenbreite d1 etwas geringer als der Normalabstand a1 der Streifen 2. In Reifenquerrichtung erstrecken sich die Streifen 2 über eine Breite b1, welche insbesondere der für den jeweiligen Reifen bzw. Reifentyp üblichen Breite der radial innersten Gürtellage zumindest im Wesentlichen entspricht. Die seitlichen Ränder der Streifen 2 verlaufen in Umfangsrichtung.
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Jeder Streifen 2 besteht aus in Streifenlängsrichtung und parallel zueinander verlaufenden in Gummi eingebetteten Korden 3, beispielsweise aus Stahl, Aramid (Kevlar) oder dergleichen, welche eine der für Gürtellagen herkömmlicher Bauart üblichen Konstruktionen aufweisen können. Sämtliche Streifen 2 sind übereinstimmend ausgeführt, der gegenseitige Abstand der Korde 3 im Streifen 2 entspricht insbesondere dem üblichen gegenseitigen Abstand von Korden in herkömmlichen Gürtellagen und wird vorzugsweise derart gewählt, dass pro Zentimeter Streifenbreite zwischen sechs und zwölf Korde 3 verlaufen. Die Größe des Winkels α1 entspricht dem für die radial innerste Gürtellage von herkömmlichen Gürtelverbänden üblichen Winkel der Korde und beträgt zwischen 18° und 30°. Auf die Streifen 2 ist eine Gürtellage 4 herkömmlicher Bauart aufgebracht, welche, wie es 2 zeigt, aus in Gummi eingebetteten und parallel zueinander verlaufenden Korden 5, aus Stahl, Aramid oder dergleichen, besteht, welche in einer Anzahl, die den in Gürtellagen üblichen EPDM (ends per decimeter) in der Größenordnung von 70 bis 120 entspricht, vorgesehen sind. Die Korde 5 verlaufen unter einem Winkel α2, welcher zwischen 18° und 30° beträgt, zur Umfangsrichtung A-A, jedoch zu den Korden 3 in den Streifen 2 gekreuzt. Die Gürtellage 4 weist eine Breite b2 ≤ b1 auf, bei der dargestellten Ausführungsform ist b2 kleiner als b1. 2 zeigt eine Draufsicht auf einen Umfangsabschnitt der auf die Streifen 2 aufgebrachten Gürtellage 4.
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Auf die Gürtellage 4 werden, wie es 3 zeigt, Streifen 6 unter dem Winkel α1 aufgebracht. Die Streifen 6 enthalten Korde 7, deren gegenseitiger Abstand jenem der Korde 3 in den Streifen 2 entspricht, vorzugsweise sind die Streifen 6 übereinstimmend zu den Streifen 2 ausgeführt. Die Streifen 6 werden dort aufgelegt, wo sich die Lücken zwischen den Streifen 2 befinden und erstrecken sich in Querrichtung des Gürtelverbandes höchstens über die Breite b2 der Gürtellage 4. Die seitlichen Streifenenden sind in Umfangsrichtung orientiert.
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Der unter Druck und Wärme vulkanisierte Reifen weist einen Gürtelverband auf, welcher in 3 und im Schnitt (entlang der Linie IV-IV der 3) in 4 dargestellt ist. Die Gürtellage 4 ist im fertigen Reifen derart geformt, dass sie abwechselnd in einer Art langgestreckten Wellenform Wellenberge 4a und Wellentäler 4b aufweist, wobei die Wellenberge 4a die Streifen 2 und überdecken und in den Wellentälern 4b die Streifen 6 verlaufen. Der fertige Gürtelverband 10 weist daher zwei Lagen von Korden auf.
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Bei einer übereinstimmenden Ausführung der Streifen 2 und 6 ist der gegenseitige Abstand a1 (siehe 1) der Streifen 2 etwas größer zu wählen als die Breite b1 der Streifen 2 und 6, um die Verformung der Gürtellage 4 zu ermöglichen. Je nach Ausführung der Streifen 2 und 6 können Breite und Abstand aneinander auch angepasst werden, wenn die in der Vulkanisationsform stattfindende, sogenannte ”Resterhebung” des Rohreifens beim Einformen ausreicht, um die Gürtellage 4 entsprechend zu verformen.
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Die in 5 gezeigte Ansicht auf den Seitenrand des Gürtelverbandes 10 zwischen den Punkten B und C der 3 lässt die übereinander verlaufenden Korde 5 und 7 des Streifens der Gürtellage 4 erkennen. Der fertige Gürtelverband 10 weist entlang des in 3 in der Erstreckungsrichtung der Streifen 2 und 6 gezeichneten Doppelpfeils P1 eine wesentlich höhere Biegesteifigkeit auf, als in Richtung des Doppelpfeils P2, welcher in der Erstreckungsrichtung der Korde 5 in der Lage 4 verläuft.
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6 zeigt eine Ausführungsvariante, bei der ein entlang der Äquatorlinie A-A in zwei gleich große Hälften geteilter Gürtelverband vorgesehen ist. Der in 6 linke Teil 10a des Gürtelverbandes 10 weist einen Aufbau auf, welcher jenem in 1 bis 3 gezeigten analog ist, der in 6 rechts eingezeichnete Teil 10b des Gürtelverbandes 10 ist bezüglich des Reifenäquators A-A symmetrisch (spiegelbildlich) zum Teil 10a ausgeführt. Die Streifen 2 in jedem Teil 10a, 10b reichen bis zum Reifenäquator A-A. Der sonstige Aufbau jedes Teiles 10a, 10b des Gürtelverbandes 10 mit Gürtellagenteilen 14a, 14b und weiteren Streifen 6 ist analog zu der bereits beschriebenen Ausführungsvariante. Der Gürtelverband 10 weist eine ausgewogene Biegesteifigkeit auf, die Biegesteifigkeit in Richtung des Doppelpfeiles P1 entspricht jener in Richtung des Doppelpfeiles P2.
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Bei der in 7 gezeigten Ausführungsvariante eines Gürtelverbandes 10 ist eine weitere Gürtellage 11 als äußerste Gürtellage aufgebracht, wobei der sonstige Aufbau des Gürtelverbandes 10 mit Streifen 2 und 6 und einer Gürtellage 4 wie oben beschrieben und in 1 bis 5 gezeigt erfolgen kann. Die Gürtellage 11 kann eine Breite b2 aufweisen, die jener der Breite der Gürtellage 4 entspricht, sie kann aber auch schmäler oder breiter als die Gürtellage 4 ausgeführt sein. Die Gürtellage 11 kann wie eine herkömmliche Gürtellage mit parallel zueinander verlaufenden Korden 12 aus Stahl, Aramid oder dergleichen, die in eine Gummimatrix eingebettet sind, aufgebaut sein. Die Orientierung der Korde 12 relativ zur Reifenumfangsrichtung A-A entspricht jener der Korde 5 in der Gürtellage 4. Der Winkel α3, den die Korde 12 mit der Äquatorlinie A-A einschließen kann, muss jedoch nicht dem Winkel α2 entsprechen, den die Korde 5 in der Gürtellage 4 mit der Äquatorlänge A-A einschließen.
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8 zeigt eine Ausführungsvariante, bei der anstelle von Streifen einzelne gummierten Korde 15 und 16 verwendet werden. Als radial innerste Lage sind unmittelbar auf der hier nicht gezeigten Karkasseinlage, parallel zueinander und unter einem Winkel α1 zur Äquatorlinie A-A verlaufend gummierte Korde 15 vorgesehen. Die Korde 15 können über eine Breite b1 verlaufen, die der Breite der radial innersten Gürtellage von herkömmlichen Gürtelverbänden entsprechen kann. Die gummierten Korde 15 sind voneinander gleich beabstandet, ihr gegenseitiger Abstand d2 ist in jedem Fall größer als der übliche Abstand von Korden in herkömmlichen Gürtellagen. Auf die Lage aus einzelnen gummierten Korden 15 ist eine Gürtellage 4, wie bereits oben beschrieben, aufgebracht, deren Korde 5 die Korde 15 kreuzen und unter einem Winkel α2 zur Umfangsrichtung verlaufen. Auf der Gürtellage 4 sind radial außerhalb der Lücken zwischen den Korden 15 einzelne gummierte Korde 16 aufgebracht. Beim Vulkanisieren des Reifens verformt sich die Gürtellage 4 derart in Wellenform, dass ihre Wellenberge und -täler jeweils einen gummierten Kord 15, 16 aufnehmen, sodass ein ”zweilagiger” Gürtelverband nachgebildet ist. Dieser Gürtelverband kann zusätzlich mit zumindest einer weiteren Gürtellage, analog zu 7, versehen sein.
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Die Erfindung ist auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsvarianten nicht eingeschränkt. Insbesondere gibt es eine Vielzahl von Möglichkeiten der Ausführung der Streifen sowie deren Anordnung. Es sind ferner weitere Kombinationen mit herkömmlichen Gürtellagen, beispielsweise mit Gürtelbandagen mit in Umfangsrichtung umlaufenden Festigkeitsträgern, denkbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Karkasseinlage
- 1a
- Verstärkungsfäden
- 2
- Streifen
- d1
- Streifenbreite
- d2
- Abstand
- a1
- Normalabstand
- b1
- Breite der Erstreckung der Streifen 2
- 3
- Kord
- 4
- Gürtellage
- 4a
- Wellenberg
- 4b
- Wellental
- 5
- Kord
- α1
- Winkel der Korde 3
- α2
- Winkel der Korde 5
- α3
- Winkel der Korde 12
- b2
- Breite der Gürtellage 4
- 6
- Streifen
- 7
- Kord
- 14a
- Gürtellagenteile
- 14b
- Gürtellagenteile
- P1
- Doppelpfeil
- P2
- Doppelpfeil
- 10
- Gürtelverband
- 10a
- Hälften
- l0b
- Hälften
- 11
- Gürtellage
- 12
- Kord
- 15
- gummierter Kord
- 16
- gummierter Kord
