DE69007680T2

DE69007680T2 - Fahrzeugluftreifen.

Info

Publication number: DE69007680T2
Application number: DE69007680T
Authority: DE
Inventors: Peter Sponagel
Original assignee: SP Reifenwerke GmbH
Current assignee: SP Reifenwerke GmbH
Priority date: 1989-05-31
Filing date: 1990-05-22
Publication date: 1994-07-14
Anticipated expiration: 2010-05-23
Also published as: AU5502790A; FI902634A0; FI90402C; FI90402B; US5213642A; DE69007680D1; JP2807047B2; EP0400859A3; JPH03217303A; AU625337B2; CN1047650A; EP0400859B1; ZA903855B; KR960000903B1; KR900017812A; CN1014966B; EP0400859A2

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf einen Fahrzeugreifen mit einer radialen Karkasse und einem laufflächenverstärkenden Zwischenbau oder Gürtel, der zwischen der Karkasse und der Lauffläche angeordnet ist.
Fahrzeugreifen dieser Art sind im allgemeinen bekannt, und es ist auch bekannt, die Charakteristiken besonderer Fahrzeugreifen durch die Ausgestaltung der verwendeten Zwischenbau-Lagen und -Komponenten und auch durch die Auswahl von Materialien für solche Zwischenbaukomponenten zu beeinflussen.
Ein Luftreifen mit einer Karkasse und einer Zwischenbauverstärkung, die zwischen der Karkasse und dem Laufflächenbereich angeordnet ist, wobei wenigstens eine Lage der Zwischenbauverstärkung eine Vielzahl von sich wenigstens teilweise überlappenden Bandagenstreifen umfaßt, die sich in der Randrichtung des Reifens erstrecken, ist bekannt, z.B. aus der Patentveröffentlichung US-A-3 991 803.
Es ist ein Ziel der Erfindung, einen Fahrzeugreifen der obigen Art auf eine solche Weise aufzubauen, daß die Reifencharakteristiken in einem hohen Grad gezielt beeinflußt werden können, insbesondere auch in Abhängigkeit von der jeweiligen Ausgestaltung des Profils über die Breite des Reifens.
Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Fahrzeugreifen eine Karkasse und eine Zwischenbauverstärkung, die zwischen der Karkasse und einem Laufflächenbereich angeordnet ist, wobei wenigstens eine Lage der Zwischenbauverstärkung eine Vielzahl von sich wenigstens teilweise überlappenden Bandagenstreifen umfaßt, die sich in der Randrichtung des Reifens erstrecken, und ist dadurch gekennzeichnet, daß die Karkasse eine radiale Karkasse ist und die Überlappungsbreite zwischen benachbarten Bandagenstreifen in einem Bereich einer niedrigeren Laufflächenprofilsteifigkeit größer ist als in einem Bereich einer höheren Laufflächenprofilsteifigkeit.
Durch diesen Aufbau ist es möglich, aufgrund der Auswahl der Überlappungsbreite zwischen benachbart angeordneten Streifen die Steifigkeit des Zwischenbaus vorzubestimmen auf eine definierte Weise für die einzelnen Bereiche der gesamten Breite des Zwischenbaus, und insbesondere, die Steifigkeit des Zwischenbaus auf irgendeine Veränderung in der Laufflächensteifigkeit anzupassen, die sich aus der Ausgestaltung des Profils der Lauffläche ergibt.
Die Überlappungsbreite zwischen Bandagenstreifen wird im Bereich einer niedrigeren Laufflächenprofilsteifigkeit, d.h. im Bereich der Umfangsnuten, so ausgewählt, daß sie größer ist als im Bereich einer höheren Laufflächenprofilsteifigkeit. Darüber hinaus können, während die Überlappung wenigstens in einem Teil der Breite der Zwischenbaulage variiert, andere Teile eine Überlappung und eine Rand-zu-Rand-Anordnung der Streifen aufweisen.
Somit besteht ein großer Spielraum bei der Konstruktion des Reifenprofils, da schwache Bereiche, die sich aus der Laufflächenprofilausgestaltung zum Beispiel durch die Verwendung großer Nuten ergeben, vollständig durch eine entsprechend große überlappung der Bandagenstreifen in diesen Bereichen kompensiert werden können.
Es ist möglich, auch eine vorteilhafte Verstärkung einer Seite des Reifens, die besonders sturzbelastet ist, wenn der Reifen auf einem Fahrzeug betrieben wird, dadurch zu erzielen, daß die Überlappungsbreite zwischen den Bandagenstreifen so ausgewählt werden kann, daß sie im Bereich der sturzbelasteten Seite größer ist als an der entgegengesetzten Seite, wo die Belastung geringer ist.
Durch Voreinstellen spezifischer Überlappungsbreiten kann die dynamische Kontur des speziellen Reifens auch vorteilhaft beeinflußt werden, und es kann gewährleistet werden, daß unerwünschte Durchmesservergrößerungen aufgrund hoher Reifenumdrehungsgeschwindigkeiten wirksam verhindert werden. Während dies dadurch vorgesehen wird, daß die Überlappungsbreiten der Bandagenstreifen ausgewählt werden, kann dies weiter unterstützt werden, indem für die Bandagenstreifen in einigen Bereichen ein Verstärkungsmaterial verwendet wird, das einen höheren Zurückhalteeffekt gegen die verursachte Drehung und unerwünschte Reifendurchmesservergrößerungen besitzt. Beispielsweise kann Aramid, erhältlich als Kevlar (eingetragenes Warenzeichen) , als die Verstärkung im Streifenmaterial in denjenigen Bereichen verwendet werden, in denen ein besonders ausgeprägter Zurückhalteeffekt erwünscht ist.
Darüber hinaus ist es außerdern möglich, Lagen aus gewickelten Bandagenstreifen übereinander anzuordnen, so daß die überlappenden Bereiche gebildet werden, die in der radialen Richtung des Reifens übereinanderliegen. Solch eine Konstruktion schafft einen streifengewickelten Aufbau vom C-Falttyp, bei dem sich die Streifen in sich von einander unterscheidenden Ausmaßen uberlappen. Beide Ränder können C-gefaltet vorliegen, oder in dem Fall eines Reifens speziell für ein mit Sturz fahrendes Fahrzeug kann eine Wand des Reifens einen C-Faltrand zu einer Zwischenbaulage aufweisen. In beiden Fällen kann eine weitere Zwischenbaulage, insbesondere zum Beispiel eine Stahllage, innerhalb der C-Faltlage vorgesehen sein.
Einige Ausführungsformen der Erfindung werden nun lediglich beispielhaft in Verbindung mit den beigefügten schematischen Zeichnungen beschrieben, in welchen:
Figur 1 ein schematischer Querschnitt einer Lauffläche und eines Zwischenbaus gemäß der Erfindung ist,
Figur 1(a) ein vergrößertes Detail der Fig. 1 ist,
Figur 1(b) eine graphische Darstellung einer Streifenüberlappung für Figur 1 ist,
Figuren 2 & 3 Querschnitte einer zweiten und dritten Variante sind,
Figur 4 ein Querschnitt einer Ausführungsform mit einer speziellen sturzbelasteten Seite des Reifens ist,
Figur 5 eine schematische Darstellung von Bandagenwicklungen ist, die über die Breite des Reifens unterteilt sind.
Der Reifen der Figur 1 besitzt eine radiale Karkasse 1, einen Laufflächenbereich 2 und eine Zwischenbaulage 3, die dazwischen angeordnet ist.
Die Zwischenbaulage 3 umfaßt eine Vielzahl von Bandagenstreifen 4, von welchen sich jeder in der Rand- oder Umfangs-Richtung des Reifens erstreckt und welche gewickelt sind, um wie gezeigt wechselseitig überlappend vorzuliegen.
Die Breite jedes Bandagenstreifens liegt im allgemeinen zwischen 5mm und 20mm, und die Streifen umfassen Parallelverstärkungs-Kordmaterialien wie beispielsweise Polyester oder Nylon. Die Anzahl von Korden pro Streifen kann beispielsweise 5 bis 15 Korde betragen, die einander benachbart gelegt und in ein bedeckendes Material eingebettet sind, welches in Fachkreisen üblich ist.
Figur 1(a) zeigt die Beziehung zwischen zwei benachbarten Zwischenbaustreifen 4 des Zwischenbaus. Wie zu sehen ist, beträgt das Überlappungsausmaß x näherungsweise die Hälfte der Breite der Streifen. Diese überlappung x kann variiert werden, indem die Position, die für jeden Streifen gewickelt ist, eingestellt wird, und somit kann die Menge von Verstärkungsmaterial, d.h die Anzahl von Korden, über die Breite des Zwischenbaus wie erforderlich variiert werden.
Es ist ein wichtiges Merkmal der Erfindung, daß Verstärkungsveränderungen und somit Veränderungen der Steifigkeit des eifens in der Laufflächenzone zwischen den Seitenwänden wie gewünscht variiert werden können.
Die Art und Weise, in der die Profilsteifigkeit des Reifens zwischen den Seitenwänden - welche sich aufgrund des Profilaufbaus oder der Profilausgestaltung ändert - durch die Zwischenbaulage, die gemaß der Erfindung ausgebildet ist, beeinflußt werden kann, wird in der schematischen Darstellung der Figur 1(b) deutlich gemacht. Die Lauffläche 2 des Relfens in Figur 1 besitzt zwei ausgeprägte Pandnuten, die in der Laufflächenoberflache vorgesehen sind, und so ist die Profilsteifigkeit des Laufflächenbereichs in diesem Bereich beträchtlich reduziert. Um dies zu kompensieren, sind die Bandagenstreifen 4 in den Bereichen der Randnuten mit einer wesentlich größeren überiappung x gewickelt als im Rest der Zwischenbaulagenbreite. Die Steifigkeitscharakteristik ist somit in einem hohen Grad gezielt vorbestimmt durch diese ausgeprägte Erhöhung der Überlappung. In der Tat erlaubt dies eine Überlappungsvariation von Null bis zu einer vollständigen Überlappung, d.h. 0 ≤ X ≤ Streifenbreite, und eine leichte Steuerung jedes Teils der Zwischenbaubreite bezüglich der Verstärkung und somit zusätzlich anderer Eigenschaften seiner Steifigkeit und der resultierenden Laufflächen-/Zwischenbau-Steifigkeit zwischen den Seitenwänden.
In einer ersten Variante der Figur 2 wird in den Schulterbereichen des Reifens eine vergleichsweise niedrige überlappung x verwendet, wohingegen eine größere Überlappung y in den Bereichen der ausgeprägten Randnuten verwendet wird. Dies schafft unterschiedliche Verstärkungen in den unterschiedlichen Bereichen, wie oben dargelegt.
Als ein Ergebnis der gewünschten Steifigkeitsbedingungen, insbesondere unter Berücksichtigung einer besonderen dynamischen Wulststeifigkeitskontur, können gegebenenfalls auch Bereiche ohne eine Überlappung der Bandagenstreifen 4 über die Breite des Reifens vorgesehen werden, wie zum Beispiel im Bereich z in der dritten Variante der Figur 3 dargestellt ist.
Zusätzlich zu der gewickelten Zwischenbaulage gemäß der Erfindung können eine oder mehr herkömmliche Zwischenbaulagen vom Schnittrand- oder Nichtschnittrandtyp verwendet werden, um den gesamten Zwischenbauaufbau zu bilden.
In Figur 4 ist eine Ausführungsform der Erfindung gezeigt, die eine erhöhte Festigkeit und Steifigkeit an der sturzbelasteten Seite eines Reifens schafft. Zu diesem Zweck wird ein C-Falt-Zwischenbauaufbau ausgebildet, indem die Bandagenstreifen 4 gewickelt werden, eine weitere Schnittrandzwischenbaulage 5 aufgebracht wird, die vorzugsweise aus Stahlkorden besteht, und dann das Wickeln des Streifens fortgesetzt wird, um einen überlappenden Bereich, d.h. eine C-Faltlage, zu bilden. In diesem Fall ist lediglich eine Seite C-gefaltet, um dem Rand hohen Sturzes des Reifens gerecht zu werden.
Ähnliche Bauweisen mit einer C-Faltung an beiden Seiten sind natürlich möglich, obwohl hier nicht gezeigt oder aus führlich erklärt.
Die Verstärkungskorde für die Bandagenstreifen können irgendeines der Materialien sein, die in Fachkreisen für Zwischenbauverstärkungskorde bekannt sind, einschließlich Stahl, Aramid oder Nylon. In der Tat muß die Zwischenbaulage der Erfindung nicht durchgehend aus dem gleichen Material gewickelt werden. Es ist zum Beispiel möglich, Bandagenstreifen eines ersten Materials, zum Beispiel Aramid, in den Schulterbereichen und den mittleren Bereich aus Bandagenstreifen eines zweiten Materials, zum Beispiel Nylon, zu wickeln. Auf diese Weise können die unterschiedlichen Ausdehnungscharakteristiken der unterschiedlichen Materialien ideal kombiniert werden, und die gewünschten Zurückhaltecharakteristiken dieser Materialien können bei hohen Drehgeschwindigkeiten ausgenutzt werden. Verbindungen in der Wicklung können durch verschiedene Mittel einschließlich überlappender Verbindungen vorliegen. Figur 5 zeigt solch einen Aufbau schematisch.

Claims

1. Ein Fahrzeugreifen mit einer Karkasse (1) und einer Zwischenbauverstärkung (3) , die zwischen der Karkasse und einem Laufflächenbereich (2) angeordnet ist, wobei wenigstens eine Lage der Zwischenbauverstärkung (3) eine Vielzahl von sich wenigstens teilweise überlappenden Bandagenstreifen (4) umfaßt, die sich in der Randrichtung des Reifens erstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß die Karkasse (1) eine radiale Karkasse ist und die Überlappungsbreite (x) zwischen benachbarten Bandagenstreifen (4) in einem Bereich einer niedrigeren Laufflächenpro£ilsteifigkeit größer ist als in einem Bereich einer höheren Laufflächenprofilsteifigkeit.

2. Ein Fahrzeugreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Überlappungsbreite (x) zwischen den Bandagenstreifen (4) auf der sturzbelasteten Seite des Reifens größer ist als an der entgegengesetzten Seite.

3. Ein Fahrzeugreifen nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandagenstreifen (4) nebeneinander liegen mit Null Überlappung unter einem Bereich einer hohen Laufflächenprofilsteifigkeit und in einem Bereich einer niedrigen Profilsteifigkeit eine wesentliche Überlappung (x) vorkommt.

4. Ein Fahrzeugreifen nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandagenstreifen (4) nebeneinander liegen frei von einer überlappung (x) über eine Breite (z) in einem zentralen Bereich des Reifens.

5. Ein Fahrzeugreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Bandagenstreifen (4) in Bereichen größerer Überlappung wechselseitig verschoben übereinander angeordnet sind.

6. Ein Fahrzeugreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Schulterbereich wenigstens zwei Lagen wechselseitig verschobener überlappender Bandagenstreifen (4) übereinander vorgesehen sind.

7. Ein Fahrzeugreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in beiden Schulterbereichen wenigstens zwei Lagen wechselseitig verschobener überlappender Bandagenstreifen (4) übereinander vorgesehen sind.

8. Ein Fahrzeugreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzliche Zwischenbaulage (5) , die Verstärkungskorde umfaßt, zwischen der Karkassenlage (1) und den Bandagenstreifen (4) vorgesehen ist.

9. Ein Fahrzeugreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine oder mehr Zwischenbaulagen (5) und dadurch, daß die Bandagenstreifen (4) unter den Lagen (5) liegen und sich nach außen um einen der Ränder herumwickeln, so daß die gewickelten Streifen (4) einen C-gefalteten Lagenrandaufbau schaffen.

10. Ein Fahrzeugreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine oder mehr Zwischenbaulagen (5) und dadurch, daß die Bandagenstreifen (4) unter den Lagen (5) liegen und sich nach außen um beide Ränder herumwickeln, so daß die gewickelten Streifen (4) einen C-gefalteten Lagenrandaufbau schaffen.

11. Ein Fahrzeugreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß überlappende Bandagenstreifen (4) eines ersten Materials in einem Bereich der Breite des Reifens vorgesehen sind, und dadurch, daß Bandagenstreifen (4) eines zweiten Materials in einem zweiten Bereich der Reifenbreite vorgesehen sind.

12. Ein Fahrzeugreifen nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß überlappende Bandagenstreifen (4) aus einem Material einer niedrigen Dehnbarkeit im Bereich beider Reifenschultern vorgesehen sind, und dadurch, daß Bandagenstreifen (4) aus einem Material mit einer vergleichsweise größeren Dehnbarkeit im mittleren Bereich vorgesehen sind.

13. Ein Fahrzeugreifen nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Bandagenstreifenbereiche unterschiedlichen Materials gegenseitig zu einem vorbestimmten Grad überlappen.

14. Ein Fahrzeugreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandagenstreifen (4) im Schulterbereich aus Aramid und die Bandagenstreifen (4) im mittleren Bereich aus Nylon bestehen.

15. Ein Fahrzeugreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandagenstreifen (4) über die gesamte Breite des Reifens kontinuierlich gewickelt sind.