DE2201623A1

DE2201623A1 - Fahrzeugreifen mit einer radialen Karkasse,einer Laufflaeche und einem Guertel zwischen der Karkasse und der Laufflaeche

Info

Publication number: DE2201623A1
Application number: DE19722201623
Authority: DE
Inventors: Ferdinando Carretta; Mario Mezzanotte; Gianni Turchetti
Original assignee: Pirelli SpA
Current assignee: Pirelli and C SpA
Priority date: 1971-01-15
Filing date: 1972-01-14
Publication date: 1972-07-27
Also published as: FR2121736A1; AU3772972A; BE776102A; LU64490A1; ZA7261B; NL7115685A; BR7108258D0; ES399159A1

Description

DR. E. WIEGAND DIPL-ING. W. NIEMANN DR. M. KÖHLER DIPL-ING. C. GERNHARDT

MÖNCHEN HAMBURG

telefon: 395314 2000 HAMBυRG 50,12. Januar 1972

TELEGRAMME: KARPATENT KDN IGSTRASSE 28

W.24996/71 12/bl

Industrie Pirelli S.p.A. Mailand (Italien)

Fahrzeugreifen mit einer radialen Karkasse, einer Lauffläche und einem Gürtel zwischen der Karkasse und der Lauffläche.

Die Erfindung bezieht sich auf Radialreifen, d.h. auf solche Reifen, die mit einer Karkasse versehen sind, die aus Schnüren gebildet ist, welche in radialen Ebenen liegen oder mit den Ebenen einen kleinen Winkel bilden.

Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf die Ausführung eines Gürtels oder Breakers für Radialreifen, die für hohe Geschwindigkeiten bestimmt sind.

Es ist bekannt, daß bei Radialreifen das Vorhandensein eines ringförmigen Gürtels wesentlich ist, der verhältnismäßig starr ist und zwischen die Lauffläche und die Karkasse eingesetzt ist.

Der Gürtel beeinflußt das Verhalten des Reifens in bestimmender Weise in Übereinstimmung mit den Winkelbeziehungen, die zwischen den ihn bildenden Schnüren bestehen, und in Übereinstimmung mit den Materialien, aus welchen die Schnüre gebildet sind.

Es ist weiterhin bekannt, daß insbesondere bei Reifen, die für hohe Geschwindigkeiten, beispiels-

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weise jenseits 130 km je Stunde bstimmt sind, die Lauffläche mit etwas abgeflachter Gestalt gebildet werden muß, um eine große Oberfläche für die Berührung mit dem Boden zu bieten, so daß ein gutes Haften des Reifens garantiert ist.

Allgemein wird diese Charakteristik erhalten durch Verwendung eines sehr starren Gebildes als Gürtel, welches durch zwei oder mehrere übereinanderliegende Lagen aus Metallschnüren gebildet ist, die mit Bezug auf die Äquatorialebene oder Mittelumfangsebene des Reifens unter einem Winkel geneigt sind, der kleiner ist als der Winkel, der für die Schnüre von Gürteln für Reifen verwendet wird, die für niedrigere Geschwindigkeiten, beispielsv/eise bis zu 120 km je Stunde, bestimmt sind.

Indem so verfahren wird, werden diejenigen hin- und hergehenden Winkelbewegungen der zu den verschiedenen übereinanderliegenden Lagen gehörenden Schnüre verringert, die sich selbst in Übereinstimmung mit der mittleren Zone des Gürtels befinden, wodurch eine Verformung der Lauffläche entlang eines bogenförmigen Profils verhütet wird, dessen Konvexität dem Boden zugewandt ist.

Eine solche Ausführung erzeugt, selbst wenn sie allen Betriebsbedingungen den gewünschten Grad an Abflachung des Laufflächenprofils in seiner mittleren Zone garantiert, keine ähnliche Wirkung in den seitlichen Zonen der Lauffläche.

Tatsächlich konnte beobachtet werden, daß bei hohen Geschwindigkeiten das Profil der Lauffläche wegen des geringen Zusammenhalteffektes (belting effect) der Seitenkanten des Gürtels verformt werden kann und sich derart biegt, daß es dem Boden eine konkave Gestalt darbietet, woraus sich eine Verringerung der Haftung und damit der Straßenlage des Reifens ergibt.

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Es sind Versuche gemacht worden, um diesen Nachteil zu beseitigen, indem die Kanten einer Metallage des Gürtels um die Kanten der anderen Lagen des gleichen Gürtels, die auch Metallagen sind, nach oben herumgelegt wurden, oder indem an jeder Kante des Gürtels ein aus Metallschnüren bestehender gefalteter Streifen kleinerer Breite aufgebracht wurde, der in radialer Richtung alle Lagen des Gürtels umfaßte.

In beiden Fällen wird das Ergebnis erhalten, daß in Bezug auf die Kanten des Gürtels eine größere Starrheit erzielt wird, wodurch die oben beschriebene Verformung der Lauffläche bei hohen Laufgeschwindigkeiten vermieden wird.

Trotzdem ist bei den Reifenausführungen der vorstehend beschriebenen Art die größere Starrheit an den Kanten des Gürtels auch dann vorhanden, wenn sie nicht benötigt wird, und insbesondere dann, wenn der Reifen bei normalen Geschwindigkeiten läuft, mit dem Ergebnis, daß unter solchen Bedingungen ein verringerter Fahrkomfort ohne irgendeinen Vorteil und damit ein schlechteres Verhalten des Reifens erhalten wird.

Die Erfindung bezweckt, einen Reifen zu schaffen, der bei hohen Geschwindigkeiten eine gute Straßenhaftung hat, ohne daß sich andererseits eine Verringerung des Fahrkomforts ergibt.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeugreifen mit einer radialen Karkasse und einer Lauffläche, zwischen denen ein Gürtel angeordnet ist, der wenigstens zwei übereinanderliegende Lagen aufweist, welche aus Metallschnüren gebildet sind, die in 3^eder Lage parallel zueinander und mit Bezug auf die Schnüre der benachbarten Lage gekreuzt verlaufen und mit Bezug auf die Äquatorial- oder Urafangsebene des Reifens unter einem Winkel zwischen

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14° und 35° geneigt sind, wobei jede der beiden Seitenkanten des Gürtels mit wenigstens einem Streifen aus Textilschnüren versehen ist, die sich durch Einwirkung von 'wärme in Richtung ihrer Länge zusammenziehen, jeder der Textilstreifen eine kleinere Breite als der Gürtel hat, der axiale Abstand zwischen den beiden äußeren Seitenkanten der Textilstreifen größer als die Breite des Gürtels ist, der axiale Abstand zwischen den beiden inneren Seitenkanten der Textilstreifen kleiner als die Breite des Gürtels ist und die Schnüre der Textilstreifen parallel zueinander verlaufen und in einem Winkel orientiert sind, der kleiner als der Winkel der Metallschnüre des Gürtels ist.

Unter dem Ausdruck "Textilstreifen" oder "Streifen aus Textilschnüren, die sich durch Einwirkung von Wärme zusammenziehen" ist immer ein verkautschukter Stoff zu verstehen, der aus parallel zueinander verlaufenden Schnüren gebildet ist, die aus organischem Material bestehen, welches verzwirnt werden kann und unter der Einwirkung von Wärme das Bestreben hat, seine Länge zukürzen. Ein Beispiel eines solchen Materials ist ein Polyamid ("Nylon").

Der Hauptvorteil, der mit der oben beschriebenen Ausführung erhalten wird, besteht darin, daß die Textilstreifen, die lediglich die Zonen der beiden Seitenkanten des Gürtels beeinflussen, den Zusammenhalt-Effekt des Gürtels in diesen Zonen erhöhen, so daß die Verformung der Lauffläche bei hohen Geschwindigkeiten begrenzt wird. Diese Wirkung wird aus zwei Gründen erhalten. Der erste Grund besteht darin, daß Streifen aus Textilschnüren aus einem Material verwendet werden, welches sich durch die Einwirkung von Wärme zusammenzieht, wie z.B. ein Polyamid. Dies ermöglicht es, den Schnüren während der Vulkanisierung des Reifens eine Vorspannung zu geben,

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durch welche ihre Dehnbarkeit merklich verringert wird, wobei diese Charakteristik selbst an dem fertiggestellten Reifen aufrechterhalten werden kann, beispielsweise durch Kühlen des Reifens bei vorbestimmtem Innendruck. Der zweite Grund besteht darin, daß die Schnüre derart angeordnet sind, daß sie mit der Umfangsebene des Reifens einen kleineren Winkel als die Metallschnüre des Gürtels bilden.

Auf diese Weise sind die TextListreifen in Umfangsrichtung des Reifens mit Bezug auf die Metalllagen des Gürtels weniger dehnbar, so daß sie einen Anteil der Beanspruchungen aufnehmen oder absorbieren, die durch die Zentrifugalkraft erzeugt werden, welche sich bei der Drehung des Reifens ergibt.

Weiterhin führt die Tatsache, daß der axiale Abstand zv/ischen den beiden äußeren Seitenkanten der Streifen aus Textilschnüren größer als die Breite der Metallagen des Gürtels ist, zu einer weiteren Erhöhung des Zusammenhalt-Effektes der gesamten Ausführung mit dem Ergebnis, daß es möglich wird, die Breite der Metallagen gegenüber derjenigen bekannter Reifen zu verringern, ohne andererseits irgendeine Verformung der Lauffläche bei hohen Geschwindigkeiten zu verursachen, und mit dem Ergebnis, daß ein besserer Fahrkomfort des Reifens erhalten wird.

Gemäß einer bevorzugten abgewandelten Ausführungsform der Erfindung werden die Streifen aus Textilschnüren mit Bezug auf die Metallagen des Gürtels in radial äußerer Stellung angeordnet, und die Schnüre sind mit Bezug auf die Umfangsebene oder Äquatorialebene des Reifens in einem Winkel zwischen O⁰ und 5° ausgerichtet.

Bei einer solchen Ausführungsform werden weitere Vorteile gegenüber den oben beschriebenen Vorteilen erhalten.

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Tatsächlich haben die Schnüre der Textillagen, da sie im wesentlichen parallel zur Äquatorialebene des Reifens verlaufen oder nur in einem sehr kleinen Winkel dazu ausgerichtet sind, gegenüber irgendeiner anderen Winkelandordnung von ihnen den geringsten Wert an Dehnung im Umfangsrichtung und damit den größten Zusammenhalt-Effekt.

Indem die Streifen aus Textilschnüren mit Bezug auf die Metallagen des Gürtels in einer radial äußeren Stellung angeordnet werden, stellt der niedrige Wert ihrer Dehnbarkeit in Umfangsrichtung einen Index der maximalen Grenze der Verformung der Seitenkanten des Gürtels dar, die durch die einv/irkende Zentrifugalkraft hervorgerufen wird.

Auf diese Weise ist es durch geeignete Auswahl der Stärke und der Konformität oder Ausbildung der Polyamidschnüre möglich, in vorläufiger Weise und mit genügender Näherung die für die Lauffläche zulässige maximale Verformung zu kennen, wobei dies ausschließlich von der Dehnbarkeit der Art der gewählten Schnüre abhängig ist.

Da weiterhin die Schnüre, wie bereits ausgeführt, die Eigenschaft haben, sich durch Einwirkung von Wärme zusammenzuziehen, liefert diese Eigenschaft, selbst wenn der Reifen gezwungen ist, während einer langen Zeitdauer unter Bedingungen hoher Geschwindigkeit zu verbleiben, was zu einer erhöhten Temperatur führt, einen Ausgleich für das teilweise Nachgeben der Laufflächenmasse, welches sich daraus ergibt, daß der Reifen während längerer Zeit Wärme ausgesetzt wird.

Überraschend war es möglich festzustellen, daß selbst unter solchen extrem schweren Bedingungen die Streifen aus Textilschnüren nicht nur die durch die Zentrifugalkraft hervorgerufene Verformung der Seiten-

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kanten des Gürtels verhindern, weil ihr Zusamraenhalt-Effekt vergrößert ist, sondern auch die Metallagen des Gürtels gegen mögliches Ablösen von der darunter liegenden Karkasse schützen, welches bekanntlich das Bestreben hat, an den Seitenkanten des Gürtels zu beginnen.

Gemäß einer weiteren abgewandelten Ausführungsform der Erfindung werden weitere zusätzliche Streifen aus Textilschnüren mit Bezug auf die Hetallagen des Gürtels in einer radial äußeren Stellung angeordnet, wobei die Schnüre mit Bezug auf die Metallschnüre der radial innersten Lage des Gürtels gekreuzt und mit Bezug auf die Äquatorialebene des Reifens unter einem Winkel zwischen 5 und 15 orientiert sind. Vorzugsweise ist dieser Winkel um wenigstens 5° größer als der iVinkel, in welchem die Textilschnüre in einer radial äußeren Stellung mit Bezug auf den Gürtel liegen.

Diese Streifen aus Textilschnüren üben weiterhin eine stoßabsorbierende Funktion zwischen den Metallschnüren des Gürtels und den Schnüren der radialen Karkasse aus.

Tatsächlich trägt die größere Neigung der Schnüre dieser Streifen mit Bezug auf die in radial äußerer Stellung angeordneten Schnüre dazu bei, daß die Streifen eine größere Dehnbarkeit haben, wodurch gefährliche Konzentrationen von Scherkräften an den Kanten des Metallgürtels während der Benutzung des Reifens verhindert sind.

Gemäß einer weiteren abgewandelten bevorzugten Ausführüngsform der Erfindung ist der axiale Abstand zwischen den beiden äußeren Seitenkanten der Textilstreifen nicht kleiner als 102 % der Breite des Gürtels, und vorzugsweise liegt er zwischen 103 und 110 %.

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Gemäß einer anderen bevorzugten abgewandelten Aus~ führungsform der Erfindung ist der axiale Abstand zwischen den beiden inneren Seitenkanten der Textilstreifen nicht kleiner als 25 % der Breite des Gürtels, und vorzugsweise liegt er zwischen 35 und 60 %.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert.

Fig. 1 und 3 sind schematische Schnittansichten der Laufflächenzone zweier Reifen gemäß der Erfindung.

Fig. 2 und 4 sind jeweils eine Draufsicht des

Gürtels des Reifens gemäß Fig. 1 bzw. Fig. 3, wobei Teile weggelassen sind, um den Verlauf der Schnüre zu zeigen.

Bei der in Fig. 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsforra der Erfindung weist der Reifen eine Lauffläche 1 und eine Karkasse 2 auf, deren Schnüre in radialen Ebenen liegen.

Zwischen der Lauffläche 1 und der Karkasse 2 ist ein Gürtel 3 eingesetzt, der von zwei übereinanderliegenden Lagen 4 und 5 aus Metallschnüren gebildet ist.

Die Breite L der Lage 4 bestimmt die Breite des Gürtels 3. Die Lage 5 ist geringfügig schmaler, um eine normale Abstufung zu ermöglichen.

Die Metallschnüre der Lagen 4 und 5 verlaufen parallel zueinander und sind mit Bezug auf die Äquatorialebene des Reifens unter einem gleichen und symmetrischen Winkel «?6 von 25° geneigt.

Die Formation der Schnüre ist 3 x 4/0,20 mit einer Dichte von 70 Fäden je dm.

In einer mit Bezug auf die Lage 5 radial äußeren Stellung sind im Bereich der beiden Seitenkanten 6 und des Gürtels 3 zwei Streifen 8 und 9 aus Polyamidschnüren angeordnet, von denen jeder eine Breite

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gleich 30 % der Breite L des Gürtels 3 hat.

Die Streifen 8 und 9 sind derart angeordnet, daß derAbstand L' zwischen den beiden äußeren Seiten— kanten 10 und 11 der Streifen gleich 104 % der Breite L des Gürtels 3 ist, während der Abstand L" zwischen den beiden inneren Kanten 12 und 13 der Streifen gleich 44 % der Breite L des Gürtels 3 ist.

Die Streifen 8 und 9 sind aus Polyamidschnüren mit einer Nummer von 1260/3 und einer Dichte von 100 Fäden je dm gebildet. Die Schnüre sind in einer Richtung parallel zur Umfangsebene des Reifens angeordnet.

Wenn aus konstruktiven Gründen die Schnüre der Streifen 8 und 9 mit Bezug auf die Umfangsebene" des Reifens in gewissem Ausmaß schräg verlaufen sollen, wird die Richtung dieser Schnüre vorzugsweise so gewählt, daß sie die Schnüre der unmittelbar darunterliegenden Lage 5 kreuzen.

In Fig. 3 und 4 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei welcher ein Gürtel 14 und zwei in radial äußerer Stellung angeordneten Polyamidstreifen 17 und 18 vollständig die gleichen wie bei der AusfUhrungsform gemäß Fig. 1 und 2 sind, während in einer mit Bezug auf den Gürtel 14 radial iijneren Stellung zwei zusätzliche Streifen aus Polyamidschnüren 15 und 16 angeordnet sind.

Die zusätzlichen Streifen 15 und 16 sind im Bereich der Seitenkanten 19 und 20 des Gürtels 14 angeordnet, und jeder dieser Streifen hat eine Breite, die etwas größer als die Breite der Streifen 17 und 18 ist, und zwar im Hinblick darauf, eine normale Abstufung zuzulassen.

Die zusätzlichen Streifen 15 und 16 sind derart angeordnet, daß der Abstand L1 zwischen den beiden äußeren Seitenkanten 21 und 22 der Streifen 108 % der Breite L des Gürtels 14 beträgt, während der Abstand Lg

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zwischen den beiden inneren Seitenkanten 23 und 24 der Streifen 40 % der Breite L des Gürtels 14 beträgt.

Die zusätzlichen Streifen 15 und 16 sind aus Polyamidschnüren mit einer Nummer von 1260/3 und einer Dichte von 100 Fäden je dm gebildet.

Die Schnüre verlaufen parallel zueinander und sind mit Bezug auf die Umfangsebene des Reifens unter einem Winkel β von 10° geneigt, so daß sie die Richtung der Metallschnüre der radial innersten Lage des Gürtels 14 kreuzen.

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Claims

- 11 Patentansprüche

1· Fahrzeugreifen mit einer radialen Karkasse und einer Lauffläche, zwischen denen ein Gürtel angeordnet ist, der wenigstens zwei ubereinanderliegende Lagen aufweist, welche aus Metallschnüren gebildet sind, die in jeder Lage parallel zueinander und mit Bezug auf die Schnüre der benachbarten Lage gekreuzt verlaufen und mit Bezug auf die Umfangsebene des Reifens unter einem Winkel zwischen 15° und 35° geneigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder der beiden Seitenkanten des Gürtels (3 bzw. 14) wenigstens ein Streifen (8, 9 bzw. 17_f 18) aus Textilschnüren vorgesehen ist, die sich durch Einwirkung von Wärme in Richtung ihrer Länge zusammenziehen, wobei jeder dieser Streifen eine kleinere Breite als der Gürtel hat, der axiale Abstand zwischen den beiden äußeren Seitenkanten der Textilstreifen größer als die Breite (L) des Gürtels (3 bzw. 14) ist, der axiale Abstand zwischen den beiden inneren Seitenkanten der Textilstreifen kleiner als die Breite (L) des Gürtels ist und die Schnüre der Textilstreifen parallel zueinander verlaufen und in einem kleineren Winkel orientiert sind, der kleiner als der Winkel der Metallschnüre des Gürtels ist.
2. Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Textilstreifen (8, 9 bzw. 17, 18) in einer mit Bezug auf die Metallagen des Gürtels radial äußeren Stellung angeordnet sind und daß ihre Schnüre mit Bezug auf die Aqiatorialebene des Reifens in einem Winkel zwischen 0° und 5° orientiert sind. ·
3. Reifen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche Streifen (15, 16) aus Textilschnüren in einer mit Bezug auf die Metallagen des Gürtels (14) radial inneren Stellung angeordnet

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sind, und daß ihre Schnüre mit Bezug auf die Metallschnüre der radial innersten Gürtellage kreuzend verlaufen und mit Bezug auf die Umfangsebene des Reifens in einem Winkel zwischen 5° und 15° angeordnet sind.
4. Reifen nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel der Textilschnüre, die in der radial inneren Stellung liegen, um wenigstens 5 größer als der Winkel der Textilschnüre ist, die in der radial äußeren Stellung des Gürtels liegen.
5. Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Abstand zwischen den beiden äußeren Seiten kanten der Textilstreifen nicht kleiner als 102 % der Breite des Gürtels ist«
6. Reifen nach Anspruch 5_f dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Abstand zwischen den beiden äußeren Seitenkanten der Textilstreifen zwischen 103 und 110 % der Breite des Gürtels liegt.
7. Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Abstand zwischen den beiden inneren SeitenKanten der Textilstreifen nicht kleiner als 25 % der Breite des Gürtels ist.
8. Reifen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Abstand zwischen den beiden inneren Seitenkanten der Textilstreifen zwischen 35 und 60 % der Breite des Gürtels liegt.

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