DE2940580A1

DE2940580A1 - Kraftfahrzeug-luftreifen aus elastischem kunststoff

Info

Publication number: DE2940580A1
Application number: DE19792940580
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Phys. Uwe 2112 Jesteburg Anders; Rainer 3043 Schneverdingen Draeger; Klaus 2410 Mölln Jordan; Klaus 2150 Buxtehude Mier; Dipl.-Phys. Joachim 2105 Seevetal Thorns
Original assignee: Phoenix AG
Current assignee: Phoenix AG
Priority date: 1979-10-06
Filing date: 1979-10-06
Publication date: 1981-04-09
Also published as: US4471826A; JPS56112305A; FR2467090B1; FR2467090A1

Description

PHOENIX

761 Px - 3 - 3.IO.1979

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kraftfahrzeug-Luftreifen aus Polyurethan oder einem ähnlichen gießbarem zu elastischen Kunststoff aushärtendem Material mit einer unter der Laufstreifenzone angeordneten Gürteleinlage aus im wesentlichen in Umfangsrichtung verlaufenden im gegenseitigen Abstand angeordneten Fäden, Drähten oder ähnlichen anderen Festigkeitsträgern.

Reifen mit diesem Aufbau sind aus der OS 2 619 9^2 bekannt. Sie werden üblicherweise als Gießreifen bezeichnet. Hiervon geht die Erfindung aus.

Bei Polyurethan und bei den zu Polyurethan ähnlichen Werkstoffen kommt es besonders auf die Gießfähigkeit vor der Aushärtung und auf die erhaltenen physikalischen Eigenschaften des chemisch umgesetzten Materials nach der Aushärtung an. Die in Umfangsrichtung verlaufenden Festigkeitsträger bilden den Gürtel, sie weisen einen Winkel null oder nur einen kleinen Winkel mit der Umfangsrichtung des Reifens auf. Der Winkel beträgt weniger als 2 . Er ergibt sich zwangsläufig aus Gürtelbreite, Gürtelumfang und Fadenabstand .

Die bisher bekannten Gießreifen weisen noch lange nicht die bei herkömmlichen Reifen üblichen Laufleistungen auf. Zum anderen ist auch das Fahrverhalten dieser Reifen bekannter Konstruktionen mangelhaft. Ein Gießreifen muß ferner die übliche hohe Sicherheit der konventionellen Reifen gegen Platzen gewährleisten.

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PHOENIX

761 Px - k - 3.IO.I979

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Gürtelaufbau zu erstellen, der das Wachstum des Reifens unter der Wirkung des Reifeninnendrucks und der Fliehkräfte möglichst klein hält. Auch soll die Gürteleinlage beim Abrollen keinen unerwünschten und starken Verformungen ausgesetzt werden, damit hohe Sicherheit, hohe Laufleistung und gute Fahreigenschaften erzielt werden können.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß bei dem eingangs beschriebenen Reifen in der Kombination der folgenden Merkmale:

a) die Festigkeitsträger und die diese umgebende Kunststoffmasse der Gürteleinlage weisen zusammen in Umfangsrichtung eine Zugsteifigkeit von mindestens 3 Mill. N auf.

b) der einzelne Festigkeitsträger weist eine Bruchlast von mindestens I.5OO N auf.

Der genannte Abstand der Festigkeitsträger berücksichtigt die Durchdringungsfähigkeit des Gürtels beim Herstellen für den noch flüssigen Kunststoff und die zeitweilig auftretenden Relativbewegungen der Zugträgereinlagen zuein ander beim Durchlaufen der Aufstandsfläche. Der Abstand der Festigkeitsträger hat daher eine bestimmte obere und untere Grenze.

Die Mindestzugsteifigkeit von 3 Mill. N stellt sicher, daß das Wachstum des Reifens deutlich unter 1 % bleiben kann und damit eine Wölbung des GürteIsquerSchnitts zur Itafangsrichtung recht klein bleibt.

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PHOENIX

761 Px - 5 - 3.IO.I979

Auch die Ausbildung des Krümmungsradius unter der Wirkung des Innendrucks und der Fliehkräfte ist für die Fahre:®8nschaften des Reifens von erheblicher Bedeutung. Der Krümmungsradius sollte daher oberhalb von 270 cm bleiben, wobei von einem zylindrischen oder nahezu zylindrischen Gürtel ausgegangen wird. Praktisch liegt er in den Grenzen zwischen 27O und 400. Noch größere Krümmungsradien sind ebenfalls brauchbar. Infolge der geringen Stauchung unter diesen Voraussetzungen von weniger als 1 % im Gürtelbereich kann eine hohe Laufleistung erreicht werden. Der Werkstoff Polyurethan und polyurethanähnlicher Werkstoff liegt dann deutlich unter seiner mechanischen Zerstörungsgrenze.

Durch den ungewöhnlich großen Krümmungsradius wird eine Bodenaufstandsdruckverteilung erhalten, die für das Fahrverhalten von ausschlaggebender Bedeutung ist. Auch die Zugsteifigkeit und der große Krümmungsradius wirken sich gemeinsam mit den Abständen und Durchmessern der Festigkeitsträger aus. Werden die vorstehend genannten Grenzwerte eingehalten, so wird ein Reifen erhalten, der im Vergleich zu konventionellen Gürtelreifen ein hohes Qualitätsniveau in Verbindung mit den üblichen Lebensdaueranforderungen aufweist und gleichzeitig hohe Fahrleistungen mit guten Fahreigenschaften verbindet. Insbesondere wird hiermit aber auch ein geringer Rollwiderstand erreicht.

Unter Zugsteifigkeit oder auch Dehnsteifigkeit ist der Widerstand zu verstehen, den ein Körper gegen Zugbelastungen leistet. Zugsteifigkeit ist definiert als das Produkt aus Ε-Modul und Querschnitt. Das Verhalten des Gürtels kann man durch das Modell des elastisch gebetteten Kreisringbalkens beschreiben. Die Dehnsteifigkeit beschreibt dabei das elastische Verhalten des kreisringförmigen Gürtels.

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PHOENIX

761 Px - 6 - 3.10.1979

Ein weiteres wichtiges Merkmal des Reifens besteht in dem sogenannten Flatness-Wert (F). Er besteht aus dem Quotienten aus Querkrümmungsradius R und Reifenbreite B. Es besteht die folgende formelmäßige Beziehung zwischen ihnen:

2 R B

Der Wert für F sollte in der Größe von 2,5 - 4,5 liegen. Um diesen Wert mit der vorgenannten Konstruktion erreichen zu können, ist die eingangs genannte hohe Zugsteifigkeit » 3 Mill. N wesentlich.

Ein weiteres Merkmal dieser Gürtelkonstruktion ergibt sich hinsichtlich seiner Sicherheit gegen Platzen bzw. Bruch seiner Gürtelfestigkeitsträger. Im Gegensatz zu den konventionellen Gürtelreifen ist die Zugkraft auf den einzelnen Faden bei dieser Polyurethan-Reifenkonzeption besonders hoch, so daß, um die Haltbarkeit und die Dauerbelastbarkeit sicherzustellen, ein besonders hohes Niveau des Bruchverhalten der eingesetzten Fäden notwendig ist. Um hier das Niveau konventioneller Reifen zu erreichen, ist ein Fadenmaterial notwendig, welches eine Mindestbruchspannung von I.5OO N aufweist.

Für das Fadenmaterial können für alle Reifen übliche Werkstoffe wie Stahl, anorganische oder organische Synthesefasern verwendet werden. Der Faden sollte eine Bruchlast von 2.5OO N besitzen.

Die Erfindung wird in Verbindung mit den beiden Abbildungen 1 und 2 beispielsweise beschrieben. Die Abb. 1 zeigt einen Reifenquerschnitt. Die Abb. 2 zeigt einen Ausschnitt aus der Gürteleinlage.

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PHOENIX

761 Px - 7 - 3.IO.I979

Nach Abb.l besitzt der Reifenkörper 1 aus Polyesterurethan in den Reifenfüßen 2 Wulstdrähte 3· Unter der Lauffläche k ist eine Gürteleinlage 5 vorgesehen. Sie besteht aus einem einzigen langen Drahtkord, der in parallel angeordneten Windungen in dem Reifen eingebettet ist. Der Drahtkord hat einen Winkel von ca. 0,5 zur Umfangsrichtung. Die Windungen liegen in einer nahezu zylindrischen Ebene. Aus der Reifenbreite 6 und dem Krümmungsradius R mit ca. 27O cm ergibt sich ein Flatness· Wert von 3,5. Die Zugsteifigkeit beträgt 3,6 Mill N.

Wie in Abb. 2 deutlicher zu erkennen ist, bestehen diese Festigkeitsträger 7 aus Stahlkord aus mehreren einzelnen Filamenten. Der Durchmesser dieses Kordes beträgt 1,8 mm, und der lichte Abstand beträgt 1,2 mm.

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Leerseite

Claims

PHOENIX

Kraftfahrzeug-Luftreifen aus elastischem Kunststoff

Ansprüche

/ 1.) Kraftfahrzeug-Luftreifen aus Polyurethan oder einem \__/anderen ähnlichen gießbarem zu elastischen Kunststoff aushärtendem Material mit einer unter dem Laufstreifen angeordneten zylindrischen oder nahezu zylindrischen Gürteleinlage aus im wesentlichen in Umfangsrichtung verlaufenden im gegenseitigen Abstand angeordneten Fäden, Drähten oder ähnlichen Festigkeitsträgern, die einen Durchmesser von 0,5 - 2,5 mm, vorzugsweise aber von 1,0 - 1,9 mm, und einen lichten Abstand von 0,5 - 3»0 n>^m aufweisen, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

a) die Festigkeitsträger und die diese umgebende Kunststoffmasse der Gürteleinlage zusammen weisen in Umfangsrichtung eine Zugsteifigkeit von mindestens 3 Mill. N auf,

b) der einzelne Festigkeitsträger weist eine Bruchspannung von mindestens I.5OO N auf.
2.) Kraftfahrzeug-Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Festigkeitsträger aus Stahl, Polyester, aromatischen Polyamid, Glas oder Werkstoffen ähnlicher Festigkeit bestehen.

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ORIGINAL INSPECTED

PHOENIX

76I Px - 2 - 3.IO.I979
3·) Kraftfahrzeug-Luftreifen nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Laufstreifens in Querrichtung einen Krümmungsradius von > 270 mm aufweist.

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