DE19642655C1 - Verstärkungslage für den Gürtel eines Fahrzeugreifens - Google Patents
Verstärkungslage für den Gürtel eines FahrzeugreifensInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verstärkungslage für den Gürtel eines
Fahrzeugreifens, bestehend aus einem flächigen, gewellten Material. Die
Erfindung betrifft ferner einen Reifengürtel und einen diesen enthaltenden
Fahrzeugreifen.
Der Gürtel von Radialreifen hat im wesentlichen die Funktion, das
Umfangswachstum des aufgepumpten, arbeitenden Reifens zu begrenzen und
durch seine steife Konstruktion den Laufstreifen zu unterstützen, wodurch vor
allem die Abriebsbeständigkeit des Reifens stark verbessert wird. Zudem erlaubt
eine gute Gürtelkonstruktion auch eine starke Gewichtseinsparung, ein
deutliches Absenken des Rollwiderstandes, sowie eine Verbesserung im
Fahrverhalten. Aus Gründen des Fahrkomforts soll die Gürtelkonstruktion aber
auch flexibel sein, wobei diese Anforderung mit der erforderlichen Steifigkeit
abgestimmt werden muß.
Dies geschieht gemäß dem Stand der Technik durch mehrlagige
Gürtelkonstruktionen, bei denen jede Lage ein Composit aus Corden und
umgebender Gummimatrix darstellt. Als Corde kommen dabei Textil-, vor allem
aber Stahlcorde in Betracht. Im allgemeinen werden diese Corde mit einer
haftvermittelnden Schicht versehen. Bei Textilcorden wird die Haftschicht mittels
einer Diplösung, die auf Kautschuk, Latex und Phenolharz basiert, hergestellt.
Bei Stahlcord dient als Haftschicht eine dünne Messingauflage, die zusätzlich
auch gegen Korrosion schützt. Meist werden auch den umgebenden Mischungen
durch den Zusatz sogenannter Haftvermittler Cordhaftungseigenschaften
verliehen.
Ein prinzipieller Schwachpunkt der mehrlagigen Cordkonstruktionen ist die
Isoliertheit der einzelnen Corde in der sie umgebenden Gummimatrix. Die
Deformationen der Gummimatrix zwischen den Corden bzw. zwischen den
Lagen des Gürtels können bei Beanspruchung sehr hoch werden. Kritisch ist
insbesondere der Bereich des Gürtelrandes, wo mechanische und thermische
Spitzen auftreten. Zudem werden die Compositlagen an den Rändern
geschnitten und den Corden fehlt in diesem kritischen Bereich die Haftschicht.
Beim Stahlcord fördert dieses Fehlen zudem auch mögliche
Korrosionsvorgänge.
Selbst wenn die mehrlagigen Gürtelkonstruktionen den mechanischen, den
thermischen und den korrosiven Belastungen standhalten, ergeben sich oft
bleibenden Deformationen des Gürtelverbandes, die, insbesondere bei LKW-
Reifen, durch den vergrößerten Gürteldurchmesser die Runderneuerung des
Reifens erschweren.
Konventionellen Gürtelreifen mangelt es demnach oft an der Runderneuerungs
fähigkeit, sei es infolge des Reifenwachstums, infolge von
Gürtelkantenlockerung oder auch Korrosionsschäden. Aus Gründen des
Umweltschutzes und der Schonung der Rohstoffe gewinnt jedoch die mehrfache
Runderneuerungsfähigkeit von Reifen zunehmend an Bedeutung.
Konventionelle Gürtelreifen werfen aber auch in anderer Hinsicht Probleme auf.
So ist etwa im Vergleich zu Diagonalreifen die Herstellung von Gürtelreifen
teurer und auch schwieriger. Für die Herstellung eines Gürtelreifens
herkömmlicher Art ist es nämlich notwendig, nach dem Wickeln der Karkasse
diese zu bombieren, bevor die Gürtelkonstruktion aufgelegt werden kann. Es
besteht daher der Wunsch, auch bei Gürtelreifen die Lagen flach aufbauen zu
können und die Bombierung des Reifens erst bei der Vulkanisation zu bewirken.
Ferner sind die Verstärkungselemente im Reifen, Gürtellagen und Karkasse,
nicht optimal plaziert. So sind herkömmliche Gürtellagen dem Dessin des
Laufstreifens nicht nachmodellierbar bzw. es ist nicht möglich, die Gürtellagen
unterhalb von Laufstreifenbändern in Richtung Fahrfläche anzuheben, um durch
ein verstärktes Abstützen der Laufstreifenbänder Fahrstabilität und
Abriebsbeständigkeit zu verbessern.
In letzter Zeit vorgeschlagene, neuere Reifenkonzepte, bei denen zur
Verbesserung des Aquaplaningsverhaltens Laufstreifenrillen bis unter die
normale Gürtelebene reichen sollen, sind mit konventionellen
Drahtkonstrukionen und konventionellen Fertigungstechniken kaum zu
realisieren. Auch die Forderung nach geringerem Reifengewicht stößt beim
herkömmlichen Gürtelreifen bald an eine kaum zu unterschreitende Grenze.
Beim Ersatz von textilen Materialien im Gürtel anstelle von Stahl besteht die
Gefahr, daß die erforderliche Gürtelsteifigkeit nicht erreicht wird.
Es wurden schon verschiedentlich Versuche angestellt und auch Lösungen
vorgeschlagen, mit denen die relativ störanfälligen und zudem
fertigungstechnisch aufwendigen Gürtelkonstruktionen konventioneller Art durch
flächige Gürtellagen bzw. Gürtelkonstruktionen ersetzt wurden.
So ist beispielsweise aus der CH 685 384 A5 ein Reifen bekannt, dessen Gürtel
insbesondere zwei Gürtellagen enthält, die als Folien oder Bleche mit
richtungsabhängiger Steifigkeit ausgebildet sind. Die Folien oder Bleche besitzen
eine Wellung, die schräg zur Umfangsrichtung ausgerichtet ist.
Aus der DE 42 14 842 A1 ist ein Festigkeitsträger für Gürtelreifen geoffenbart,
der ebenfalls aus einem in Umfangsrichtung des Luftreifens verlaufenden Band
aus biegsamen, steifen Material, wie Kunststoffolie oder Metallblech besteht. Das
Band besitzt zwischen gerade verlaufenden beziehungsweise flächigen
Abschnitten querverlaufende, stegförmige, radiale Ausformungen. Außerdem
besitzt das Band abwechselnd Verstärkungen und/oder Schwachstellen, um es
um zueinander senkrecht verlaufende Achsen dreidimensional beanspruchen zu
können.
Die aus der EP 0 264 539 A2 bekannte Gürtelkonstruktion besteht aus zwei
Teilen, und zwar einem Umfangsgürtel aus mehreren sich in Umfangsrichtung
erstreckenden ringförmigen Festigkeitsträgern und einem Quergürtel aus
zumindest einer in Umfangsrichtung ringförmig gelegten Kunststoffolie, die quer
zu den Festigkeitsträgern des Umfangsgürtels gewählt ist. Wie sich
herausgestellt hat, erfordert die vorgeschlagene gewählte Kunststofflage aus
Gründen der Formstabilität die Abdeckung mit einer zusätzlichen Aramidlage. Mit
dieser zusätzlichen Aramidlage wird aber auch die ohnehin schon relativ starre
Konstruktion, die deshalb im Fahrverhalten und im Komfort wenig
zufriedenstellend ist, noch schwerer und auch in der Fertigung noch
aufwendiger.
Eine andere im bekannten Stand der Technik vorgeschlagene Lösung sieht vor,
zumindest eine Gürtellage aus einer geschlitzten und nachträglich gestreckten
Folie bzw. Platte zu gestalten. Dieses Konzept liefert zwar einen gut
zugänglichen und recht beweglichen Gürtel, doch ist die Beweglichkeit für den
Bombiervorgang nicht ausreichend. Etwas kritisch dürfte ferner die
Gesamtstabilität eines solchen Gürtels sein, da zu erwarten ist, daß höhere
Spannungsspitzen an den Schlitzenden auftreten, die leicht zu bleibenden
Deformationen und Brüchen führen können.
Die vorliegende Erfindung hat sich daher zum Ziel gesetzt, die oben
angesprochenen Probleme zu lösen und eine flächige Verstärkungslage für den
Reifengürtel vorzuschlagen, die als einzelne Lage im Gürtel oder auch in
Kombination mit weiteren Lagen einsetzbar ist, die insbesondere die
Anforderungen bezüglich Steifigkeit und gleichzeitiger Flexibilität erfüllt, auf den
Reifenunterbau flach aufbaubar ist und gewichtsvermindernd wirkt. Zudem soll
ferne die Möglichkeit bestehen, diese Verstärkungslage auch an das
Laufstreifendessin anpassen zu können.
Das gesetzte Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die
Verstärkungslage Hauptbereiche besitzt, wo sie zweifach gewellt ist, wobei eine
erste, ursprünglich gleichorientierte Bergkämme und -täler aufweisende Wellung
durch eine in Richtung dieser Bergkämme und -täler verlaufende zweite Wellung
überlagert ist.
Erfindungsgemäß gestaltete Verstärkungslagen sind als flächige, flexible
Leichtbaukonstruktionen realisierbar. Durch die Überlagerung der Wellungen
werden aus den Bergkämmen und -tälern Berg-Wellenzüge und Tal-Wellenzüge
gebildet, mit welchen weitere Wellenzüge kreuzen. Die durch die Wellenzüge
gebildeten Knicke oder Bereiche mit starker Krümmung wirken in Richtung ihrer
Erstreckung versteifend, erlauben aber in senkrechter Richtung dazu ein Biegen
oder Knicken. Hingegen sind die zwischen den Knicken bzw. den Bereichen
starker Krümmung der Wellenzüge eingeschlossenen Flächen zumindest im
wesentlichen starr. Wird eine solche Konstruktion deformiert, findet ihr
Gestaltwechsel im wesentlichen auf Grund von Biegungen statt. Um die
Biegespannungen möglichst gering zu halten, ist eine dünnwandige Auslegung
der Konstruktion von Vorteil.
Die Deformierbarkeit und geometrische Stabilität der Verstärkungslage sind bei
möglichst hoher symmetrischer Ausgestaltung der Wellenzüge am günstigsten.
Während die Amplitudenrichtung der ersten Wellung senkrecht zur Ebene der
Verstärkungslage verlaufend festgelegt ist, ergeben sich für die zweite Wellung
zwei vorteilhafte Amplitudenrichtungen.
Die eine besteht darin, daß die Amplitudenrichtung der zweiten Wellung parallel
zur Ebene der Verstärkungslage verläuft. Für diese Ausführungsform sprechen
die Vorteile einer geringen Höhenerstreckung bzw. Dicke der Verstärkungslage
und auch der leichteren Herstellbarkeit, etwa dadurch, daß die Verstärkungslage
zumindest zum Teil durch Faltung aus einer Ebene erstellbar ist.
Bei der zweiten Ausführungsform wird die Ausgestaltung so getroffen, daß die
Amplitudenrichtung der zweiten Wellung senkrecht zur Ebene der
Verstärkungslage verläuft. Diese Ausführungsform bietet vor allem die
Möglichkeit, Gleichgewichtslagen auszunützen, die sich unter dem Innendruck im
Reifen nicht oder kaum ändern.
Dabei ist es ferner von Vorteil, wenn sich die beiden Wellungen unter einem
Winkel von im wesentlichen 90° kreuzen.
Es ist besonders günstig, wenn die Erstreckungsrichtung der einen Wellung mit
der Umfangsrichtung des Reifens und die Erstreckungsrichtung der zweiten
Wellung mit der Querrichtung des Reifens übereinstimmt.
Dabei ist es zusätzlich von Vorteil, wenn die Erstreckungsrichtung der ersten
Wellung mit der Umfangsrichtung des Reifens übereinstimmt.
Die Gürtelverstärkungslage besitzt eine gewisse Ausdehnung in
Reifenquerrichtung. Dabei sollte hier die Auslegung so getroffen werden, daß
sich die der Reifenquerrichtung zugeordneten Wellenzüge aus Wellungen mit 20
bis 80 Wellenlängen zusammensetzen. Bestimmte Einflüsse auf das
Stauchungs- und Dehnungsverhalten der Verstärkungslage sowohl in
Reifenquer- als auch in Umfangsrichtung sind dann möglich, wenn jene
Wellenzüge, die der Reifenumfangsrichtung zugeordnet sind, eine Wellenlänge
besitzen, die mit der Wellenlänge der der Reifenquerrichtung zugeordneten
Wellenzüge übereinstimmt oder höchstens doppelt so lang gewählt wird, wie die
Wellenlänge der der Reifenquerrichtung zugeordneten Wellenzüge.
Die mögliche Streckung der Verstärkungslage bzw. deren Abstimmung an die im
Reifen wirkenden Hauptkraftrichtungen kann dadurch günstig beeinflußt werden,
daß die Wellenzüge, die der Reifenquerrichtung zugeordnet sind, ein Verhältnis
von ¼-Wellenlänge zu Amplitude besitzt, das zwischen 0,3 und 3,0 beträgt,
wobei dieses Verhältnis bei jenen Wellenzügen, die der Reifenumfangsrichtung
zugeordnet sind, zwischen 0,7 und 4,3 betragen soll.
Das Stauchungs- und Dehnungsverhalten der erfindungsgemäßen
Verstärkungslage mit 2-fach Wellung hängt auch stark von der Wellengestalt ab.
Dabei haben die höchste Deformierbarkeit jene Konstruktionen, die durch
Faltung herstellbar sind, deren Wellenzüge somit scharfe Knickkanten besitzen.
Diese scharfen Knickkanten sind allerdings etwas ermüdungsanfällig. Sind die
Wellenzüge aus polygonen bzw. sinusförmigen Wellenzügen zusammen gesetzt,
sind zwar vorteilhafterweise die Knickspannungen abgebaut, aber die Faltbarkeit
und damit die Deformierbarkeit ist etwas vermindert.
Dabei setzt sich die Verstärkungslage bis einer bevorzugten Ausführungsform
zumindest zum Teil aus Gegenbruchfaltungen zusammen. Bei einer anderen
Konstruktion setzt sich die Verstärkungslage aus einer Kombination von
Pyramiden- und Sattelfaltungen zusammen.
Es gibt einige weitere wesentliche Weiterentwicklungen dieser
erfindungsgemäßen Verstärkungslage.
Eine dieser Weiterentwicklungen besteht darin, daß die Verstärkungslage im
Bereich zumindest einiger, vorzugsweise sämtlicher, Faltungs- bzw.
Wellungsknoten der Wellenzüge ausgeschnitten bzw. abgeschnitten ist. Damit
werden an den am höchsten beanspruchten Bereichen Spitzenspannungen
vermieden. Es entstehen somit in der Verstärkungslage Lochungen, die aus
Ermüdungsgründen bevorzugt gerundete Formen ausweisen sollten, etwa in der
Form von Kreisen, Ellipsen, Nierenform oder dergleichen ausgeführt sein sollten.
Bei erfindungsgemäßen Verstärkungslagenkonstruktionen, wo die Wellenzüge
keine scharfen Knicke aufweisen, sondern gerundet ausgeführt sind, sind solche
Lochungen ebenfalls sehr von Vorteil, da eine ausgesprochen
ermüdungsbeständige Konstruktion entsteht.
Eine weitere erfindungsgemäße Weiterentwicklung der Verstärkungslage besteht
darin, daß diese durch Variation der Wellenlänge der Wellenzüge, durch
Variation der Amplituden der Wellenzüge und/oder durch Variation des
Faltungstyps in zumindest einem begrenzten Bereich gegenüber dem
angrenzenden Bereich parallel abgesenkt bzw. angehoben ist. Die
erfindungsgemäße Verstärkungslage kann daher so gestaltet werden, daß
dermaßen ein Nachmodellieren des Laufstreifenprofiles, insbesondere ein
Nachmodellieren von Längsrillen möglich ist, was neben der Verbesserung des
Fahrverhaltens, der Abriebbeständigkeit und des Rollwiderstandes des Reifens
auch eine beachtliche Gewichtsreduktion bringen kann. Eine sehr wirkungsvolle
Methode bei diesem Nachmodellieren bzw. An- und Absenken von Bereichen
erfolgt in der Verstärkungslage insbesondere dadurch, daß bereichsweise
Wellenzüge, deren Amplitudenrichtung in der Verstärkungslagenebene liegt, mit
Wellenzügen, deren Amplitudenrichtung senkrecht zur Verstärkungslagenebene
liegt, abwechseln.
Um die bereits erwähnten Spitzenspannungen und damit verbundenen Gefahren
von Ermüdungen in hoch beanspruchten Zonen, insbesondere Bereich von
Knotenstellen zu vermeiden, kann alternativ zur bereits erwähnten Lochung eine
weitere Maßnahme gesetzt werden. Insbesondere bei Verstärkungslagen, deren
Wellenzüge spiegelsymmetrisch aufgebaut sind, können zumindest einige
Wellenzüge verdoppelt sein und Einschubflächen einschließen. Von ihrer Gestalt
her können solche Einschubflächen einfacherweise einen rechteckförmigen
Umriß besitzen oder alternativ dazu einen trapezförmigen Umriß aufweisen,
wobei die in einer Richtung aufeinanderfolgenden Einschubflächen jeweils
gegensinnig orientiert sind.
Die Erfindung betrifft ferner einen Gürtel für einen Fahrzeugreifen, welcher
zumindest eine zu einem geschlossenen, ringförmigen Band geformte
Verstärkungslage enthält.
Dabei wird der Gürtel so ausgelegt, daß die Erstreckungsrichtung der einen
Wellung mit der Umfangsrichtung des Gürtels und der zweiten Wellung mit der
Querrichtung des Gürtels übereinstimmt. Dies entspricht vorteilhafterweise einer
Ausrichtung in den Hauptbeanspruchungsrichtungen.
Die bereits erwähnten Vorteile eines sehr dünnen und leichten Gürtels für einen
Fahrzeugreifen, der im fertigen Reifen ein geringes Trägheitsmoment und einen
geringen Rollwiderstand gewährleistet, wird durch einen Gürtel bestehend aus
zumindest einer solcher Verstärkungslage realisiert. Durch die unterschiedlichen
Orientierungsrichtungen der Wellenzüge ist ein Gürtel mit einer solchen
Verstärkungslage nicht starr, sodaß Dehn- und Stauchbewegungen und somit
auch die Aufnahme von Zug- und Druckspannungen möglich sind.
Dadurch, daß nach einem weiteren erfindungsgemäßen Merkmal diese
Verstärkungslage im Gürtel zumindest einen abgesenkten oder angehobenen
Bereich besitzt, welcher in Umfangsrichtung verläuft, kann der Gürtel an die in
Umfangsrichtung verlaufende Strukturen des Laufstreifenprofiles angepaßt
werden, beispielsweise höherliegende Profilbereiche, wie etwa Profilblöcke,
besser abstützen.
Die Erfindung betrifft ferner auch einen Reifen mit einem erfindungsgemäß
gestalteten Gürtel. Dieser Reifen ist sonst insbesondere in herkömmlicher Weise
aufgebaut und besitzt einen profilierten Laufstreifen, Seitenwände, verstärkte
Wulstbereiche eine zumindest einlagige Karkasse und eine Innenschicht.
Dabei ist es von Vorteil, wenn die Verstärkungslage im Gürtel unterhalb des
Bereiches von Laufstreifennuten vertiefte Bereiche mit Flanken aufweist, die
beispielsweise aus einem Wechsel aus Gegenbruchfaltung zu Pyramiden- und
Sattelfaltung oder vice versa gebildet sind.
Bei einem mit einer erfindungsgemäßen Verstärkunglage ausgestatteten Reifen
kann eine deutliche Gewichtsersparnis und Verminderung des Rollwiderstandes
dadurch unterstützt werden, daß die ein- oder mehrlagige Karkasse des Reifens
abweichend von der herkömmlichen Ausbildung so ausgestaltet werden kann,
daß sie lediglich bis unter die Randbereiche des Gürtels reicht.
Eine weitere Maßnahme, die mit einer Gewichtsersparnis und einer
Rollwiderstandsverminderung einhergeht, besteht darin, daß die
Verstärkungslage im Gürtel vollständig geschlossen und aus
luftundurchlässigem Material angefertigt ist und die luftdichte oder weitgehend
luftdichte Innenschicht des Reifens ebenfalls lediglich bis an die Randbereiche
des Gürtels reicht.
In der nachfolgenden Beschreibung werden die Erfindung und deren weitere
Merkmale sowie Vorteile anhand der in den beigefügten Zeichnungsfiguren
dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Dabei zeigt die
Fig. 1 in axionometrischer Darstellung einen Ausschnitt einer
ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gürtelbauteiles,
Fig. 2a zeigt
einen teilweisen Querschnitt durch den Laufstreifenbereich eines Reifes, der mit
einem Gürtelbauteil gemäß Fig. 1 ausgestattet ist, wobei jedoch die Abdeckung
der Gürtelkonstruktion durch eine Gummimischung nicht dargestellt ist, sodaß
mehr als nur die reine Schnittkante des Gürtelbauteiles sichtbar ist,
Fig. 2b und
2c zeigen vergrößerte Darstellungen von Detailbereichen der Fig. 2a,
Fig. 3 zeigt
eine axionometrische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines
erfindungsgemäßen Gürtelbauteiles,
Fig. 4a zeigt einen Querschnitt
entsprechend Fig. 2 mit einem Gürtelbauteil gemäß Fig. 3,
Fig. 4b und 4c zeigen
in vergrößertem Maßstab Ausschnitte aus einem Bereich des Gürtelbauteiles in
x- bzw in y-Richtung und
Fig. 4d ist ein vergrößerter Ausschnitt des
Gürtelbauteiles im Bereich einer Längsnut im Laufstreifen.
Sämtliche Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Gürtelbauteiles bilden
ein Netzwerk von Knickungen bzw. Faltungen. In den Zeichnungsfiguren sind
der Einfachheit halber vierstrahlige Netzwerk-Knoten dargestellt, wenngleich
auch andere Knoten-Typen vorgesehen sein können. Die in den
Ausführungsbeispielen enthaltenen Faltungen lassen sich gemäß der
nachstehenden Tabelle in drei Typen einteilen, wobei die Symbole für die
Knotenpunkte sowohl in den Zeichnungsfiguren als auch in der nachfolgenden
ausführlichen Beschreibung enthalten sind:
Tabelle 1
Die Indizes o bzw. u bedeuten oben bzw. unten. GO und GU sowie PO und PU
sind durch Umdrehen ineinander überführbar. Als Bergfaltungen sind jene
Knicklinien" bezeichnet, wo zwei Flächen dachartig zusammentreffen, als
Talfaltungen jene "Knicklinien", wo sich zwei Flächen in einem Tal treffen, bei
Pyramidenfaltungen bilden jeweils vier Flächen eine Pyramide, wobei Po und Pu
die Spitzen der Pyramiden sind, an einem Sattelpunkt S treffen zwei miteinander
fluchtende Bergfaltungen und zwei miteinander fluchtende Talfaltungen
zusammen. Die Gegenbruchfaltung ist der einzige Typ, bei dem die
Winkelsumme um den Knoten kleiner, größer oder gleich 360° sein kann. Bei
einer Winkelsumme von 360° handelt es sich um Faltungen, die aus der Ebene
entwickelbar sind. In den Zeichnungsfiguren sind der Übersichtlichkeit halber nur
Spezialfälle dieser drei Faltungstypen enthalten. Bei Gegenbruchfaltungen sind
die Winkelsummen um die Knoten stets 360°, die Faltungen weisen jeweils eine
Spiegelebene auf. Bei den Pyramidenfaltungen sind die vier an jedem Knoten
anliegenden Winkel alle gleich und < 90°, die Faltung weist zwei aufeinander
senkrecht stehende Spiegelebenen auf. Bei den Sattelfaltungen sind die Winkel
ebenfalls gleich, aber < 90°, und jede Faltung weist zwei aufeinander senkrecht
stehende Spiegelebenen auf. Selbstverständlich können bei anderen
Ausführungsvarianten der Erfindung auch andere Faltungstypen vorgesehen
sein.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausschnitt eines Gürtelbauteiles 1 sind zwei
unterschiedliche Bereiche zu erkennen. Die sogenannten Hauptbereiche 11
bestehen aus Gegenbruchfaltungen, die aus einer Ebene entwickelbar sind. Die
waschbrettartige Struktur der Hauptbereiche 11 wird durch abwechselnde Zick-
Zack-Bergfaltungen 12 und Zick-Zack-Talfaltungen 13 gebildet, wobei die
Bergfaltungen 12 in der oberen Hüllebene, die Talfaltungen 13 in der unteren
Hüllebene des jeweiligen Hauptbereiches 11 zu liegen kommen.
Hochliegende Gegenbruchknoten GO verbinden die Bergfaltungen 12, die
Talfaltungen werden durch tiefliegende Gegenbruchknoten GU verbunden. Die
Verbindung von oberen Gegenbruchknoten GO zu unteren Gegenbruchknoten
GU erfolgt über Zick-Zack-Faltungen 18 bzw. 19, bei denen Berg- und Tal-
Faltungen einander abwechseln. Der Hauptbereich 11 ist also zweifach gewellt,
wobei die Faltungen 12, 13 als Wellenzüge in y-Richtung verlaufen mit
Amplitude in x-Richtung, während die Faltungen 18, 19 Wellenzüge bilden, die
mit den ersten Wellenzügen einen Winkel von 90° einschließen, somit in x-
Richtung verlaufen und ihre Amplitude in z-Richtung haben. Selbstverständlich
wären auch andere Kreuzungswinkel der beiden einfachen Wellungen bzw.
Faltungen ungleich 90° möglich.
Die Ebenen, in denen die Zick-Zack-Faltungen 18, 19 verlaufen, sind zugleich
die Spiegelebenen des Hauptbereiches 11, darüber hinaus aber auch die
Spiegelebenen des gesamten erfindungsgemäßen Bauteils.
Im Hauptbereich 11 wurden alle Knick-Kanten gleich lang gewählt. Die Flächen,
aus denen sich der Hauptbereich zusammensetzt, sind daher Rhomben. Der
spitze Rhombuswinkel α wurde 72° gewählt, der Winkel β, der ein Maß für die
Stauchung des Gürtelbauteils 1 darstellt, 95°. Sieht man von der Dicke des
Bauteiles 1 ab, ist der Hauptbereich 11 in y-Richtung, welche in eingebautem
Zustand der Umfangsrichtung des Reifens entspricht, durch Stauchung völlig zu
einem streifenförmigen Gebilde faltbar. Diese völlige Faltbarkeit ergibt sich aus
der Spiegelbildlichkeit um die Zick-Zack-Faltungen 18, 19. Die starke
Deformierbarkeit des Bauteils in y-Richtung kann vorteilhafterweise zu einem
einstufigen Reifenaufbau genutzt werden, bei dem das Bombieren des Reifens
erst beim Heizvorgang erfolgt.
Hingegen ist in der x-Richtung, die der Reifenquerrichtung in fertigem Zustand
entspricht, die Stauchbarkeit des Hauptteils 11 des Bauteils 1 begrenzt, wobei
Dehnungen in x- oder y-Richtung theoretisch zur völligen Entfaltung führen.
Deformationen in x-Richtung - Dehnungen oder Stauchungen - führen zu
gleichsinnigen Bewegungen in y-Richtung.
Die Hauptbereiche 11 sind in der dargestellten Ausführungsform durch
zumindest einen Nutbereich 9 voneinander getrennt, welcher aber auch entfallen
kann, sodaß der Bauteil 1 dann vor seinem Einbau im Reifen über seine
gesamte Breite völlig ebene Hüllkurven aufweist. Der Nutbereich 9 ist eine Art
Senke im Bauteil 1, welche sich in y-Richtung, d. h. in der Umfangsrichtung des
fertigen Reifens erstreckt. Jeder Nutbereich 9 besteht aus zwei
Flankenbereichen und dem Nutengrundbereich. Die Flanken werden durch
relativ stark gestreckte Bergfaltungen 22 und Talfaltungen 23 begrenzt. Im
Flankenbereich liegen ferner Einzelfaltungen 26, 27, wobei die Faltungen 26
Bergfaltungen, die Faltungen 27 Talfaltungen sind, und wobei diese Faltungen
26, 27 ebenso wie die Faltungen 18, 19 in Spiegelebenen parallel zur x-y-Ebene
liegen. Die Bergfaltungen 22 und 26 verbinden Pyramidenknotenpunkte PO mit
Sattelknotenpunkten S, die Talfaltungen 23 und 27 verbinden
Pyramidenknotenpunkte PU mit Sattelknotenpunkten S.
Im Nutengrund befinden sich eine Bergfaltung 32 und zwei Talfaltungen 33, die
geometrisch den Faltungen 12 und 13 im Hauptbereich 11 entsprechen. Die
Faltungen 38 und 39 entsprechen den Faltungen 18 und 19.
Die Modellierung des Nutenbereiches 9 geschieht hauptsächlich durch den
Wechsel von Gegenbruchfaltungen mit Knoten GO auf Faltungen, die auf
Pyramidenknotenpunkten PO und PU sowie Sattelknotenpunkten S beruhen. Der
Neigungswinkel γ zwischen den Faltungen 26 bzw. 27 und der x-Richtung
beträgt im dargestellten Beispiel 77°. Ein zusätzliches Modellieren des
Nutenbereiches 9 läßt sich durch die Variation der Längen der Faltungen 26, 27,
38, 39 sowie der an den Nutenbereich angrenzenden Faltungen 18, 19
erreichen.
Die durchgehenden Symmetrieebenen parallel zur x-y-Ebene erlauben für den
gesamten Bauteil 1 inklusive Nutenbereich 9 bei Stauchung in y-Richtung das
Falten zu einem flachen Paket. Ferner sind die Faltungen in den Flanken
hinsichtlich ihrer Faltungswinkel zentrosymmetrisch und die beiden
Flankenhälften gleichartig, wodurch auch bei Deformation des Bauteils 1 in x-
oder y-Richtung die beiden Hälften des Hauptbereiches 11 stets fluchtend
bleiben.
Die Schnittflächen des dargestellten Ausschnittes des erfindungsgemäßen
Bauteils sind mit 14 bzw. 15 bezeichnet.
Die Fig. 2a zeigt den Bauteil 1' als ringförmig geschlossene Gürtellage in einem
Gürtelreifen mit Längsbandmuster. Dargestellt sind im Laufstreifen 8' des
Reifens zwei tiefe Umfangsnuten 80' und eine flache Umfangsnut 81', die in der
Gürtellage ihre Entsprechungen 9' bzw. 10' haben (siehe Detaildarstellungen der
Fig. 2b und 2c).
Der Gürtelbauteil wird derart gestaltet, daß im im Reifen eingebauten Zustand
der Bauteil 1' als Gürtellage Wellungen bzw. Faltungen mit Amplituden zwischen
1 mm und 10 mm besitzt. Die nach Einbau in den Reifen quer zur
Umfangsrichtung liegende Wellung hat dabei vorzugsweise eine 1,2- bis 10-fach
höhere Amplitude als die Faltung in Umfangsrichtung, insbesondere eine 1,5- bis
8,5-fach höhere Amplitude. Die Wellenlängen der einfachen Faltungen bzw.
Wellungen liegen zwischen 2 mm und 20 mm. Die obigen Werte gewährleisten
sowohl eine ausreichende Steifigkeit zur Unterstützung des Laufsteifens und
erlauben doch eine gewisse Flexibilität zur Erhaltung eines guten Fahrkomforts.
Der in Fig. 2a dargestellte Nutbereich 9' entspricht weitgehend dem Nutbereich 9
der Fig. 1, der Nutengrundbereich ist jedoch (siehe Fig. 2b) durch Einfügen einer
zusätzlichen Bergfaltung 32' und einer zusätzlichen Talfaltung 33' verbreitert.
Im Bereich einer flacheren Nebennut 81' im Laufstreifen wird im Gürtelbauteil 1'
ein entsprechender Bereich 10' (siehe Fig. 2c) modelliert. Anders als beim
Nutenbereich 9' wird der Typ der Gegenbruchfaltung des Hauptbereiches 11 hier
beibehalten, da der Nutbereich nicht so weit abgesenkt werden muß wie in Fig.
2b. Die steilere Neigung der Flanken 48' im Vergleich zu 18' ergibt sich aus den
Faltenzügen 42' und 43', die gestreckter ausgeführt sind als ihre
Entsprechungen 12' und 13' im Hauptbereich 11' (Fig. 2b). Die Faltungen 52'
und 53' befinden sich unterhalb des Nutengrundbereiches der Nut 81' und
entsprechen bezüglich ihrer Ausgestaltung den Faltungen 12' und 13'.
Ob spezielle Haftmischungen beim Einbau des abgelängten und zu einem
geschlossenen Ring geformten Bauteils 1' in einen Reifen erforderlich sind,
hängt von Material des Gürtelbauteils 1, 1' ab. Bei direkt haftendem
Gürtelmaterial, wie in Fig. 2a, 2b, 2c angenommen, ist eine spezielle
Aufpreßmischung nicht erforderlich und daher nicht eingezeichnet. Wird
luftundurchlässiges Gürtelmaterial gewählt, kann, wie dargestellt, auf eine
Innenplatte 5' unterhalb des Gürtels 1' verzichtet werden. Die Karkasslage 4'
wird allerdings, wie üblich, unter dem Gürtel 1' hindurch und somit auch unter
den Laufstreifen geführt.
Unter Innendruck hat die oben beschriebene Gürtelkonstruktion 1, 1', die, wie
beschrieben mit einer Faltung in Umfangsrichtung und mit einer Faltung in
Querrichtung versehen ist, die Neigung, sowohl in Umfangsrichtung als auch in
Querrichtung des Reifens zu wachsen, was einer "Entfaltung" gleichkommt.
Diese "Entfaltung" in beiden Richtungen kann nicht unabhängig stattfinden,
sondern erfolgt gekoppelt, und die unter dem Gürtel 1' liegende Karkasslage 4'
wirkt dieser Entfaltung entgegen. In einem erfindungsgemäß ausgeführten
Reifen erfährt somit der Gürtel durch die Karkasslage 4' eine zusätzliche
Verstärkung. Darum ist es vorteilhaft, die Karkasslage 4', wie in Fig. 2a
dargestellt, relativ nahe unter der Gürtelkonstruktion 1' hindurch zu führen.
Eine allenfalls trotzdem notwendige Dehnungsbegrenzung des Gürtels 1' wäre
über eine hier nicht dargestellte herkömmliche Gürtelabdeckung, beispielsweise
einer 0°-Nylonlage, erreichbar, die sich gegebenenfalls auf die Nutenbereiche 9'
und 10' beschränken könnte.
Man erkennt in Fig. 2a weiters die gute Abstützung der Laufstreifenbänder 83',
84' durch die Hauptbereiche 11' des Gürtels 1'. Solche Konstruktionen
ermöglichen sehr gutes Fahr- und auch Abriebsverhalten des Reifens, ferner ein
hohes Potential an Gewichtseinsparung und damit verbunden die Möglichkeit
einer beachtlichen Verringerung des Rollwiderstandes.
Die Hauptbereiche 11'' sind bei der zweiten beispielhaften Variante der
Erfindung gemäß Fig. 3 aus gleich großen Rhomben mit α = 72° aufgebaut.
Somit ist auch bei dieser Variante das Grundbauelement wie im Hauptbereich 11
der Fig. 1 ein Rhombus. Nun ist aber eine Kombination von Pyramidenfaltungen
mit Sattelfaltungen vorgesehen. In den Pyramidenknotenpunkten PO'' bzw. PU''
treffen jeweils vier gleich große Rhomben mit ihren spitzwinkeligen Ecken
zusammen, in den Sattelpunkten S'' Rhomben mit ihren stumpfwinkeligen Ecken.
Derart ergeben sich Bergfaltungen 12'' und Talfaltungen 13'', die in y-Richtung
verlaufen und Bergfaltungen 16'' sowie Talfaltungen 17'', die in x-Richtung
verlaufen. Zudem sind diese Faltungen spiegelsymmetrisch und die Anordnung
läßt sich sowohl in der x-Richtung als auch in der y-Richtung zu einem dünnen
Streifen zusammenfalten.
Wendet man die Faltkonstruktion vom Typ 11'' als Gürtellage in Form eines
geschlossenen Ringes in einem Reifen an, so ist das von diesem Gürtel
eingeschlossene Volumen von dessen Deformation abhängig. Es existiert eine
Stellung des Gürtelbauteiles 1'', bei der das eingeschlossene Volumen ein
Maximum darstellt. Auslenkungen aus dieser Lage bedeuten beim fertigen
Reifen unter Betriebsbedingungen einen Anstieg des Innendrucks, der nun in
Richtung Rückstellung in die Lage des Volumsmaximums drängt. Ein derartig
aufgebauter Reifen weist eine pneumatisch bedingte Gleichgewichtslage auf, die
allerdings erst bei relativ starker Streckung des Verbandes 11'' in y-Richtung
erreicht wird. Die starke Ausrichtung in der Umfangsrichtung erlaubt eine gute
Aufnahme der Umfangskräfte und ist darum durchaus vorteilhaft. In Fig. 3 ist der
Bauteil 1'' in y-Richtung gestreckt dargestellt, die Identitätsperiode im
Hauptbereich 11'' ist in dieser y-Richtung doppelt so lang wie in x-Richtung.
Die Kinematik der Gesamtkonstruktion ergibt sich derart, daß eine Deformation
(Dehnung oder Stauchung) in x-Richtung eine gegenläufige Bewegung in y-
Richtung bedingt. Auch gibt es zwei Richtungen, die gegen Stauchung oder
Dehnung starr sind. Diese sind als strichpunktierte Linien d1 und d2
eingezeichnet und verlaufen in Richtung der Diagonalen des Rechteckes,
welches aus den Identitätsperioden in x- und y-Richtung gebildet wird.
Auch bei dieser Gürtelbauteilkonstruktion können Nutenbereiche 9'' gestaltet
werden. Die Flanken des Nutenbereiches 9'' werden durch Faltungen 22'' und
23'' begrenzt. Im Grund des Nutenbereiches befinden sich Faltungen 32'', 33'',
36'', 37'', die den Faltungen 12'', 13'', 16'', 17'' im Hauptbereich 11'' entsprechen.
Die Absenkung des Nutenbereiches 9'' beruht auf dem Wechsel zur
Gegenbruchfaltung im schmalen Flankenbereich des Nutenbereiches 9'' mit den
kurzen Faltungen 28'' und 29''.
Die Schnittflächen des dargestellten Ausschnittes des Bauteils sind mit 14'' und
15'' bezeichnet.
Die Knotenpunkte von Faltstrukturen, wie sie in den Zeichnungsfig. 1, 2a, 2b,
2c und 3 dargestellt sind, sind Punkte, die bei Deformierungen mit
Spitzenspannungen belastet werden. Eine Möglichkeit, diese
Spitzenspannungen zu vermeiden, besteht darin, die jeweilige Struktur rund um
die höchstbelasteten oder allenfalls alle Faltungsknoten P, G, S
auszuschneiden, die Knotenpunkte sozusagen zu kappen, wobei kreisförmige
oder ellipsenförmige Löcher entstehen sollten. Bei der Wahl der
auszuschneidenden Punkte sollen aber nicht nur die auftretenden
Spitzenspannungen beachtet werden, sondern es sollte auch auf die vorteilhafte
Funktion solcher Löcher beim Auftreten einer eventuellen Rißverletzung der
Verstärkerlage Bedacht genommen werden. Das Lochen der Gürtelkonstruktion
an den Knotenpunkten hat ferner den zusätzlichen Vorteil einer Luftabfuhr
während des Reifenaufbaues.
Eine weitere Möglichkeit zur Verminderung der Spitzenspannungen ist bei
Faltungen gegeben, die Spiegelsymmetrie aufweisen. Das Verfahren ist darum
auf Strukturen, die aus Pyramidenfaltungen und Sattelfaltungen (gemäß Fig. 3)
kombiniert sind, konsequenter anwendbar als auf solche aus
Gegenbruchfaltungen (wie etwa in Fig. 1). Unter Erhalt der Spiegelsymmetrie
erhält die betreffende Faltung einen "Einschub", dessen Flächen senkrecht auf
die Symmetrieebene stehen. Die Faltung selbst verdoppelt sich dabei in zwei
spiegelbildliche Faltungen zu beiden Seiten der Spiegelebene. Der Typ der
Faltungsknoten bleibt durch die Verdoppelung unverändert. Bei Strukturen aus
Pyramidenfaltungen und Sattelfaltungen sind auch sich kreuzende Einschübe
möglich, wobei sich dann die Pyramidenpunkte und Sattelpunkte vervierfachen
und rechteckige Flächen einschließen. Diese Verwandlung von Punkten in
Flächen senkt die Spitzenspannungen beachtlich ab. Die Faltbarkeit dieser
Konstruktion wird durch die Einschübe nicht aufgehoben, in der Richtung
senkrecht zu einer Spiegelebene liegende Einschübe verhindern aber
naturgemäß in dieser Richtung die Zusammendrückbarkeit zu einem flachen
Paket.
Die Querschnittsdarstellungen in Fig. 4a bis 4d, die den Bauteil der Fig. 3 in zu
einem geschlossenen Ring geformter Ausführung als Gürtellage in einem
Fahrzeugreifen darstellen, demonstriert auch das Prinzip der Einschübe. Dabei
machen diese Einschübe vorteilhafterweise maximal 75% der Fläche des
Bauteils 1''' aus. Die Fig. 4a zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines
Reifens mit einer Gürtellage 1''' gemäß Fig. 3 in Gleichgewichtslage. Die Werte
für die Wellenlängen, Amplituden, usw. der Faltungen bzw. Wellungen sind auch
hier vorteilhafterweise gleich den Werten, wie sie in Zusammenhang mit Fig. 2
angegeben wurden.
Die Gürtellage 1''' ist wieder luftundurchlässig gewählt, sodaß die Innenplatte 5'''
nicht vollständig unter die Gürtellage reicht, sondern nur bis in die
Schulterbereiche. Ebenso ist die Radiallage 4''' nur bis in die Schulterbereiche
des Reifens geführt. Diese Konstruktion hat den Vorteil, nach einem einstufigen
Aufbau des Reifens gut im Heizer bombierbar zu sein.
Der im Querschnitt dargestellte Reifen besitzt ein Längsbandprofil mit vier
Hauptnuten 80''', denen die Nutenbereiche 9''' im Gürtelbauteil 1''' entsprechen.
Ähnlich wie in Fig. 2 erlaubt auch hier die Abstützung der Bänder 83''', 84''' durch
die Hauptbereiche 11''' des Gürtelbauteiles 1''' die Erzielung von sehr gutem
Abriebs- und Fahrverhalten.
In Fig. 4b, welche eine Ansicht des Hauptbereiches 11''' in x-Richtung - im
fertigen Zustand der Querrichtung des Reifens - wiedergibt, ist die in y-Richtung
deutlich gestreckte Struktur des Hauptbereiches 11''' mit den paarig
verdoppelten Faltungen 16a''', 16b''' und 17a''', 17b''' zu erkennen, welche
Faltungen die rechteckigen Einschübe 6''', 7''' einschließen. Die Darstellung in y-
Richtung in Fig. 4c läßt dagegen die starke Stauchung des Hauptbereiches 11'''
in x-Richtung erkennen. Die paarigen Faltungen 12a''', 12b''' und 13a''', 13b'''
schließen aber nun trapezförmige Einschübe 2''' und 3''' ein. Die einander
entsprechenden a- bzw. b-Faltungen sind nicht mehr wie in der linken
Darstellung zueinander parallel sondern spiegelbildlich zueinander geneigt.
Hingegen sind 12a''' mit 13b''' und 12b''' mit 13a''' parallel. Bedingt durch die
Einschübe 2''', 3''', 6''', 7''' werden aus Pyramidenknotenpunkten Flächen PO''' und
PU''' sowie aus Sattelpunkten Flächen S''', die parallel zu den Hüllkurven des
Hauptbereiches 11''' liegen.
Durch die Verwendung von trapezförmigen Einschüben 2''', 3''', die abwechselnd
einander entgegengesetzt orientiert sind, ist es möglich, die Flächen S''' kleiner
zu halten als die Flächen PO''' und PU''' und damit auf unterschiedliche
Spitzenspannungen in diesen Punkten zu reagieren. Es besteht auch die
Möglichkeit, bei Erhaltung der Winkelgeometrie etwa die Flächen PO''' samt den
von ihnen ausgehenden Einschüben 2''', 6''' breiter zu gestalten als die
entsprechenden Flächen PU''', 3''', 7''', um speziell die in PO''' vorliegenden
Spitzenspannungen abzubauen.
Wie in Fig. 4d zu sehen ist, sind die Faltungen 22''', 23''' im Nutbereich 9'''
einfach, die kurzen Falten 28a''', 28b''', 29a''', 29b''' jedoch verdoppelt. Die
Faltungen 32a''', 32b''', 33a''', 33b''', 36a''', 36b''', 37a''' und 37b''' im
Nutengrundbereich mit den Einschüben 20''', 30''' sind analog zu den Elementen
im Hauptbereich 11'''. Die Einschübe im Nutenbereich, die sich durch die gleich
breite Fortsetzung der Einschübe 6''', 7''' ergeben, sind nicht eingezeichnet, sie
liegen zwischen den paarigen Faltungen 28a''', 28b''', 36a''', 36b''', bzw. 29a''',
29b''', 37a''', 37b'''.
Abweichend von den dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen
können die Wellenzüge mit gerundet ausgeführten "Knickbereichen" versehen
werden. Dadurch entstehen abgerundete Talbereiche und Bergbereiche. Vom
Typ her bleiben dabei die Knoten (Gegenbruch-, Pyramiden- oder
Sattelknotenbereiche) erhalten, wobei auch bei dieser Variante ein "Kappen" der
Knotenpunkte durch Anbringen von Löchern, wie oben beschrieben, sehr
vorteilhaft ist.
Um zusätzlich noch Gewichtsersparnis durch Materialeinsparung zu erreichen ist
es möglich, auch die Flächenelemente jeweils mit zumindest einem Loch zu
versehen.
Die erfindungsgemäßen Gürtelkonstruktionen 1, 1', 1'', 1''' sollten so dünn wie
möglich ausgeführt werden, um Biegespannungen gering zu halten. Das
beschränkt die Auswahl auf hochfeste Materialien. Auch soll der Gürtelbauteil
bei Belastung bevorzugt mit Biegung in den Faltungen und weniger mit
Deformation des Gürtelmaterials selbst antworten. Zu hohe Dehnung im
Gürtelmaterial birgt die Gefahr von Hysteresewärme in sich, außerdem ist das
Entstehen zusätzlicher Knicke in der Gürtelkonstruktion möglich. Das
Gürtelmaterial soll demnach hochmodulig sein. So kommen die Materialien in
Betracht, die schon jetzt in Gürtelreifen eingesetzt werden: Metalle und
Fasermaterialien. Sowohl homogenes flächiges Verstärkermaterial als auch
verstärkte Vliese, bei denen das Verstärkermaterial faserförmig vorliegt und in
Bindematerial eingebettet ist, eignen sich zum Aufbau der erfindungsgemäßen
Konstruktion. Als Bindematerial sind einerseits Kautschuk-Harz-Systeme, wie sie
von den im Reifenbau üblichen Cord-Präparierungen her bekannt sind,
anwendbar. Aber auch Harze wie Phenolharze, Phenol-Furanharze,
Epoxyharze, Imidharze, usw., wie sie von faserverstärkten Kunststoffen bekannt
sind, sind anwendbar.
Die Vorteile der homogenen Konstruktion sind der Wegfall des Zieh- bzw.
Spinnprozesses, Wegfall des Einbettprozesses und dünnere Auslegung der
Konstruktion.
Der Vorteil der Vlieskonstruktion wiederum liegt im Bruchverhalten. Bei
Verletzung der Gürtelkonstruktion beschränkt sich der Schaden auf die
betroffenen Fasern, während ein flächiger Verband zum Weiterreißen neigt. Ein
guter Kompromiß sind die vorhin bereits erwähnten flächigen Konstruktionen mit
lochförmigen Ausnehmungen um die Knotenpunkte.
Die Vermittlung der Haftung der Gürtelkonstruktion zu angrenzenden
Kautschukmischungen kann nach bekannten Technologien erfolgen.
Metallverbände können oberflächlich mit haftvermittelnden Metallen oder
Legierungen wie Messing oder Zink versehen sein. Diverse organisch Überzüge
("Zemente") zur Haftvermittlung sind anwendbar. Flächige textile Materialien
oder Textil-Vliese sind mit haftvermittelnden Präparationen versehbar.
Bindematerialien wie etwa Epoxyharze in Vlieskonstruktionen können eine
zusätzliche haftvermittelnde Zwischenschicht erfordern. Die an die
Gürtelkonstruktion angrenzenden Mischungen können ähnlich wie in
herkömmlichen Reifen gestaltet sein, beispielsweise Haftvermittler enthalten,
hochmodulig und reißbeständig sein.
Claims (27)
1. Verstärkungslage (1, 1', 1'', 1''') für den Gürtel eines Fahrzeugreifens, bestehend
aus einem flächigen und gewellten Material, die Hauptbereiche (11, 11', 11'', 11''')
besitzt, wo sie zweifach gewellt ist, wobei eine erste, ursprünglich
gleichorientierte Bergkämme und -täler aufweisende Wellung durch eine in
Richtung dieser Bergkämme und -täler verlaufende zweite Wellung überlagert
ist.
2. Verstärkungslage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Amplitudenrichtung der zweiten Wellung parallel zur Ebene der
Verstärkungslage (1, 1') verläuft.
3. Verstärkungslage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Amplitudenrichtung der zweiten Wellung senkrecht zur Ebene der
Verstärkungslage (1'', 1''') verläuft.
4. Verstärkungslage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die erste und die zweite Wellung einander unter einem Winkel von im
wesentlichen 90° kreuzen.
5. Verstärkungslage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Erstreckungsrichtung der einen Wellung mit der Umfangsrichtung des
Reifens und die Erstreckungsrichtung der zweiten Wellung mit der Querrichtung
des Reifens übereinstimmt.
6. Verstärkungslage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Erstreckungsrichtung der ersten Wellung mit der Umfangsrichtung des
Reifens übereinstimmt.
7. Verstärkungslage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß sich die der Reifenquerrichtung zugeordneten Wellenzüge (18, 19; 16'', 17'')
aus Wellungen mit 20 bis 80 Wellenlängen zusammensetzen.
8. Verstärkungslage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß jene Wellenzüge (12, 13; 12'', 13''), die der Reifenumfangsrichtung
zugeordnet sind, eine Wellenlänge besitzen, die mit der Wellenlänge der der
Reifenquerrichtung zugeordneten Wellenzüge(18, 19; 16'', 17'') übereinstimmt.
9. Verstärkungslage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß jene Wellenzüge (12, 13; 12'', 13''), die der Reifenumfangsrichtung
zugeordnet sind, eine Wellenlänge besitzen, die bis zu doppelt so lang ist, wie
die Wellenlänge der anderen Wellenzüge (18, 19; 16'', 17).
10. Verstärkungslage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Wellenzüge (18, 19; 16'', 17''), die der Reifenquerrichtung zugeordnet
sind, ein Verhältnis von ¼-Wellenlänge zu Amplitude besitzen, das zwischen 0,3
und 3,0 beträgt.
11. Verstärkungslage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die Wellenzüge (12, 13; 12'', 13''), die der Reifenumfangsrichtung zugeordnet
sind, ein Verhältnis von ¼-Wellenlänge zu Amplitude besitzen, das zwischen 0,7
und 4,3 beträgt.
12. Verstärkungslage nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
daß sie im Bereich zumindest einiger Faltungs- bzw. Wellungsknoten der
Wellenzüge ausgeschnitten bzw. abgeschnitten ist.
13. Verstärkungslage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die durch
das Ausschneiden entstehenden Löcher abgerundete bzw. runde Konturen
besitzen, insbesondere in der Form von Kreisen, Ellipsen oder dgl. ausgeführt
sind.
14. Verstärkungslage nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet,
daß bereichsweise Wellenzüge, deren Amplitudenrichtung in der Verstärkungs
lagenebene liegt, mit Wellenzügen, deren Amplitudenrichtung senkrecht zur
Ebene der Verstärkungslage verläuft, abwechseln.
15. Verstärkungslage nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet,
daß zumindest einige Wellenzüge verdoppelt sind und Einschubflächen
einschließen.
16. Verstärkungslage nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet,
daß zumindest einige der Wellenzüge (18, 19, 18', 19', 12'', 13''; 16'', 17'') in
Ebenen normal zur Verstärkungslage (1, 1', 1'') verlaufen, wobei diese Ebenen
zumindest für die unmittelbare Umgebung der Wellenzüge (18, 19, 18', 19', 12'',
13'', 16'', 17'') zugleich auch Spiegelebenen sind.
17. Verstärkungslage nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die
Einschubflächen (2''', 3'''; 6''', 7''', PO''', PU''', S''') bezüglich normal auf die
Verstärkungslage (1''') stehende Spiegelebenen symmetrisch aufgebaut sind.
18. Verstärkungslage nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch
gekennzeichnet, daß die Einschubflächen (6''', 7''') einen rechteckförmigen Umriß
besitzen.
19. Verstärkungslage nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch
gekennzeichnet, daß die Einschubflächen (2''', 3''') einen trapezförmigen Umriß
aufweisen, wobei die in einer Richtung aufeinanderfolgenden Einschubflächen
jeweils gegensinnig orientiert sind.
20. Gürtel für einen Fahrzeugreifen, welcher Gürtel zumindest eine zu einem
geschlossenen, ringförmigen Band geformte Verstärkungslage (1, 1', 1'', 1''') nach
zumindest einem der Ansprüche 1 bis 19 enthält.
21. Gürtel nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Erstreckungs
richtung der einen Wellung mit der Umfangsrichtung des Gürtels und die
Erstreckungsrichtung der zweiten Wellung mit der Querrichtung des Gürtels
übereinstimmt.
22. Gürtel nach Anspruch 20 oder Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die
Verstärkungslage (1, 1', 1'', 1''') zumindest einen abgesenkten oder angehobenen
Bereich (9, 9', 9'', 9'''; 11, 11', 11'', 11''') besitzt, welcher in Umfangsrichtung verläuft.
23. Reifen, welcher einen profilierten Laufstreifen, einen Gürtel, Seitenwände,
verstärkte Wulstbereiche, eine zumindest einlagige Karkasse und eine
Innenschicht besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß der Gürtel gemäß einem der
Ansprüche 20 bis 22 ausgebildet ist und eine Verstärkungslage gemäß einer der
Ansprüche 1 bis 19 enthält.
24. Reifen nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungslage
im Gürtel unterhalb des Bereiches von Laufstreifennuten vertiefte Bereiche mit
Flanken aufweist, die beispielsweise aus einem Wechsel aus Gegenbruchfaltung
zu Pyramiden- und Sattelfaltung oder vice versa gebildet sind.
25. Reifen nach Anspruch 23 oder Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die
zumindest einlagige Karkasse lediglich bis unter die Randbereiche des Gürtels
reicht.
26. Reifen nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die
Verstärkungslage im Gürtel vollständig geschlossen und aus
luftundurchlässigem Material angefertigt ist und die luftdichte oder weitgehend
luftdichte Innenschicht des Reifens ebenfalls lediglich bis an die Randbereiche
des Gürtels reicht.
27. Reifen nach einem der Ansprüche 23 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die
Verstärkungslage durch zumindest eine Bandagenlage, beispielsweise eine
0°-Nylonlage, abgedeckt ist.
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