DE69810517T2

DE69810517T2 - Laufflächenverstärkungsmittel für notlaufreifen

Info

Publication number: DE69810517T2
Application number: DE69810517T
Authority: DE
Inventors: Roland Close; Van Nguyen; Nathalie Verbeke-Ensch
Original assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Current assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Priority date: 1998-07-10
Filing date: 1998-07-10
Publication date: 2003-09-11
Anticipated expiration: 2018-07-11
Also published as: EP1097048B1; KR20010053410A; WO2000002740A1; KR100631265B1; JP2002520207A; DE69810517D1; AU8482798A; EP1097048A1; JP4559624B2

Description

TECHNISCHES FACHGEBIET

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Radiallagen-Notlauf-Luftreifen, dessen Notlauf-Handling-Eigenschaft verbessert ist durch Schaffen einer Struktur-Einrichtung zum Versteifen des Laufstreifens und seiner darunter liegenden Trage Struktur. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Notlauf-Reifen, der eine erhöhte Seiten- oder Quersteifigkeit über den Laufstreifen aufweist, um einem Aufwärts-Knicken des Laufstreifen-Mittelteils und seiner darunter liegenden Struktur während des Hochgeschwindigkeits-Notlaufbetriebs zu widerstehen, wodurch der Bodenkontakt des Laufstreifens, der Seitengriff und die Notlaufbetriebs-Lebensdauer verbessert werden.

STAND DER TECHNIK

Es wurden verschiedene Verfahren entwickelt, um ein sicheres Weiterbetreiben von drucklos oder mit vermindertem Druck gefahrenen Fahrzeugreifen zu ermöglichen, mit der Absicht, weitere Beschädigung des drucklosen (oder druckverminderten) Reifens so gering wie möglich zu halten, ohne gleichzeitig das Fahrzeug-Handling zu beeinträchtigen über eine Entfernung von dem Ort des Druckverlusts zu einem von dem Fahrer gewünschten Ort, wie einer Tankstelle, wo der Reifen gewechselt werden kann. Ein Druckverlust im Reifen kann sich aus einer Vielzahl von Ursachen ergeben, einschließlich eines Durchstichs durch einen Fremdgegenstand, wie einem Nagel oder einem anderen spitzen Gegenstand, der den an einem Fahrzeug aufgezogenen Reifen durchdringt.
Für anhaltenden Betrieb unter Bedingungen von Drucklosigkeit oder Unterdruck ausgelegte Luftreifen werden im Amerikanischen auch "runflat"- Reifen genannt, da sie auch fähig sind, im unaufgepumpten oder "flachen" (flat) Zustand gefahren zu werden. Wenn der übliche Luftreifen ohne Aufpumpdruck gefahren wird, fällt er auf sich selbst zusammen, seine Seitenwände knicken in dem Bereich, wo der Laufstreifen den Boden berührt. nach außen, wenn eine Fahrzeuglast abgestützt werden muss. Im allgemeinen bedeutet der Ausdruck "runflat", im Deutschen meist als "Notlauf" bezeichnet, dass die Reifenstruktur allein genügend Steifigkeit und Festigkeit besitzt, um die Fahrzeuglast aufzunehmen, wenn der Reifen im unaufgepumpten Zustand betrieben wird. Die Seitenwände und Innenfläche des Reifens fallen nicht auf sich selbst zusammen oder knicken nicht ein, und der Reifen enthält oder benutzt keine anderen Tragstrukturen oder Geräte, um das Zusammenfallen des Reifens zu verhindern.
Ein frühes Beispiel einer Notlaufreifen-Auslegung wird in US-PS 4 111 249 mit dem Titel "Banded Tire" beschrieben, in welchem ein Reif oder ein ringförmiges Band von etwa der gleichen Breite wie der des Laufstreifens unter dem Laufstreifen in Umfangsrichtung eingesetzt ist. Der Reif kann in Kombination mit dem Rest der Reifenstruktur im unaufgepumpten Zustand das Fahrzeuggewicht abstützen.
Zahlreiche Verfahren wurden benutzt, um arbeitsfähige Notlaufreifen-Auslegungen zu erreichen. Im allgemeinen enthalten derartige Reifen Seitenwand-Auslegungen, die dicker und/oder steifer sind, so dass die Belastung des Reifens durch einen unaufgepumpten Reifen mit minimalen schädlichen Auswirkungen auf den Reifen selbst und die Handling-Eigenschaften des Fahrzeugs während eines vertretbaren Zeitraumes getragen werden kann, bis der Reifen repariert oder ersetzt werden kann. Die bei der Seitenwand-Versteifung benutzten Verfahrensweisen enthalten die Aufnahme von in Umfangsrichtung angeordneten Einsätzen in der Innenumfangsfläche des Seitenwandabschnitts der Karkasse, wobei dies der Bereich im Reifen ist, der üblicherweise den geringsten Widerstand gegen Verformung unter vertikaler Belastung aufweist. Bei solchen Notlaufreifen-Auslegungen werden die Seitenwände in einer Weise verdickt, dass jede in dem Seitenwandbereich zwischen Wulst und Lauf streifen annähernd gleichförmig dick ist. Wenn die verstärkten Seitenwände solcher Reifen im unaufgepumpten Zustand betrieben werden, erfahren sie eine Netto-Kompressions(Druck-)belastung. Die äußeren Abschnitte der verstärkten Seitenwände befinden sich infolge der Biegespannungen, welche die Seitenwände in den Seitenwand-Bereichen in Nachbarschaft zu dem Bodenaufstands-Anteil des Laufstreifens nach außen oder voneinander weg biegen, in Zugspannung. Die inneren Abschnitte solcher verstärkter Seitenwände neigen in dem Bereich, wo der Laufstreifen den Boden berührt, dazu, im Notlaufbetrieb unter Druckbelastung zu stehen. Infolge der großen Mengen von Gummi, die erforderlich sind, um die Seitenwandteile zu versteifen, ist die Wärmeentwicklung infolge der Durchbiegung der Seitenwände ein Hauptfaktor von Reifenversagen, speziell wenn der unaufgepumpte Reifen während längerer Zeiträume bei hohen Geschwindigkeiten betrieben wird.
Eine Goodyear-US-PS 5 368 082 (nachfolgend als '082 zitiert) beschrieb einen Niederquerschnitt-Radiallagen-Notlauf-Luftreifen, der spezielle Seitenwandeinsätze zur Verbesserung der Steifigkeit benutzt. Etwa 2,7 kg zusätzliches Gewicht (sechs zusätzliche 1b Gewicht) pro Reifen waren erforderlich, um eine Last von 363 kg (800 1b) durch diesen unaufgepumpten Reifen aufzunehmen. Diese ältere Erfindung war zwar früheren Versuchen bei der Notlaufreifen-Auslegung überlegen, bürdete jedoch eine zusätzliche Gewichtsbelastung auf, die durch das Weglassen eines Ersatzreifens und des Wagenhebers ausgeglichen werden konnte. Diese Zusatz-Gewichtsbe lastung war noch problematischer, wenn die Reifenkonstrukteure das Aufbauen von Reifen mit hohem Querschnittsverhältnis für große Luxus- Reisewagen versuchten. Diese mit größeren Seitenwänden versehene Reifen mit Querschnittsverhältniswerten im Bereich von 55% bis 65% oder mehr bedeuteten, dass die Seitenwand-Biegespannungen größer waren als die bei den früheren Notlaufreifen mit niedrigerem Querschnittsverhältnis, wie sie in dem '082-Patent beschrieben sind. Deshalb mussten die Seitenwände mit Hochprofil-Reifen bis zu einem Punkt versteift werden, bei dem die Fahrcharakteristiken beeinträchtigt wurden, ein Ergebnis, das nicht allgemein, auch nicht zum Erreichen von Notlauffähigkeit, für Luxusfahrzeuge annehmbar ist. Die Konstruktionsanforderungen für Notlaufreifen-Auslegung sind dahin gerichtet, keinen Verlust bei Fahr- oder Handling-Eigenschaften in Kauf zu nehmen. Bei Fahrzeugen mit sehr steifem Federungsverhalten, wie Sportfahrzeugen und verschiedenen Mehrzweck-Sportfahrzeugen ist die Möglichkeit, derartige Notlaufreifen zu schaffen, relativ einfach im Vergleich zum Schaffen gleichartiger Notlaufreifen für Luxus-Limousinen, die weichere Fahreigenschaften erfordern. Leichtlastwagen und Mehrzweck-Sportfahrzeuge ergeben, obwohl sie nicht so empfindlich auf das Fahrverhalten reagieren, einen Notlaufreifenmarkt, der von der Annahme eines steiferen Fahrverhaltens bis zur Forderung nach weicherem, luxuriösem Fahren reicht.
Betrachtet man die Notlaufreifen-Auslegung detaillierter, so beruht sie typischerweise auf dem Anbringen von einem Einsatz oder mehreren Einsätzen in jedem Seitenwand-Biegebereich. Die Einsätze in jeder Seitenwand vergrößern in Kombination mit den Lagen die Steifigkeit für die Seitenwände bei fehlendem Luftdruck während des Notlaufbetriebs. Während der hohe Widerstand gegen kompressive Ausbiegung der Einsätze den notwendigen Widerstand gegen das Zusammenfallen des drucklos belasteten Reifens schafft, hat dieses Verfahren verschiedene Nachteile, zu denen die vorher erwähnte Erhöhung des Reifengewichts und insbesondere die Wärmeentwicklung in den Verstärkungs-Einsätzen der Seitenwände während des Notlaufbetriebs gehören.
Darüberhinaus neigen während des Notlaufbetriebs die dicken verstärkten Seitenwände dazu, Biegespannungen auf den Abschnitt des Laufstreifens zu übertragen, der mit dem Boden in Berührung steht. Das Ergebnis ist, dass der zentrale Abschnitt des Laufstreifens dazu neigt, vom Boden weg nach oben einzuknicken. Diese Aufwärtsknickung setzt den Bodenkontakt im Zentralbereich des Laufstreifens herab, so dass sich ein beeinträchtigtes Fahrzeug-Handling wie auch herabgesetzte Notlauf-Lebensdauer für den Laufstreifen ergibt.
Das am 3. Dezember 1998 veröffentlichte und deswegen gemäß Art. 54(3) und 56 EPÜ nur zur Beurteilung der Neuheit in Betracht zu ziehende Dokument WO-A-98/54014 beschreibt einen Radiallagen-Notlauf-Luftreifen mit einem Laufstreifen, einer Karkasse mit zwei Seitenwänden und zwei undehnbaren ringförmigen Wülsten, einer radialen Lagenstruktur, zwei Seitenwand-Verstärkungseinsätzen und einer zwischen dem Laufstreifen und der Radiallagen-Struktur angeordneten Gürtelstruktur und einer in Umfangsrichtung eingesetzten Druckspannung aufnehmenden Gürtel-Verstärkungsschicht, die im Bereich der Gürtelstruktur angeordnet ist und Verstärkungs-Stahlkorde aufweist, die mit einem Winkel zwischen 18 und 30º mit Bezug auf die Äquatorialebene des Reifens ausgerichtet sind, und mit einer in Umfangsrichtung eingesetzten, Zugspannung aufnehmenden Verstärkungsschicht, die in dem Bereich der Radiallagen-Struktur angeordnet ist und Verstärkungskorde besitzt, die mit einem Winkel von 50 bis 80º mit Bezug auf die Äquatorialebene des Reifens ausgerichtet sind.
Eine Anzahl von den Stand der Technik bezeugenden Dokumenten beschreibt Lösungen für auf den Notlaufreifen-Betrieb bezogene Probleme. EP-A-605 177 offenbart einen Radialreifen, der mindestens eine Zugelementschicht enthält, um in der Breitenrichtung des Reifens erzeugten Kräften zu widerstehen. FR-A-460 218 beschreibt einen Radialreifen mit Notlaufeinsätzen in den Seitenwänden. EP-A-778 164 beschreibt einen Radialreifen mit Notlauffähigkeit und mit einer Hilfsschicht zwischen der Karkasse und der Gürtellage. FR-A-2 287 350 beschreibt einen Radialreifen mit Notlauffähigkeit und Verstärkungsteilen.

ZIELE DER ERFINDUNG

Ein Ziel der Erfindung besteht darin, einen Notlauf-Radialreifen mit einem in Seitenrichtung und Umfangsrichtung verstärkten Laufstreifen zu schaffen, der dem Aufwärtsknicken während des Notlaufbetriebs widersteht.
Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, einen Notlauf-Radialreifen mit einem in Seiten- und in Umfangsrichtung versteiften Laufstreifen zu schaffen, der überlegene Hochgeschwindigkeits-Notlauf-Handling-Merkmale ergibt durch Verbessern des Notlaufkontakts des Laufstreifens mit der Straße.
Noch ein anderes Ziel dieser Erfindung ist es, einen Notlauf-Radialreifen mit einem in Seiten- und in Umfangsrichtung versteiften Laufstreifen zu schaffen, der als Ergebnis verringerter Laufstreifen-Ausbiegungen eine überlegene Notlauf-Lebensdauer ergibt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung schafft einen Radiallagen-Notlauf-Luftreifen, wie er in den beigefügten Ansprüchen bestimmt ist.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Erfindung wird weiter mit Beachtung der nachfolgenden Beschreibung in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen:
Fig. 1 eine Querschnittsansicht einer bekannten Notlaufreifen-Auslegung ist, welche einsatzverstärkte Seitenwände enthält;
Fig. 2A eine schematische Querschnitts-Teilansicht des Bodenaufstandsabschnitts des bekannten Notlaufreifens nach Fig. 1 im normal aufgepumpten Zustand ist;
Fig. 2B eine schematische Querschnitts-Teilansicht des Bodenaufstandsabschnitts des bekannten Notlaufreifens aus Fig. 1 im drucklosen Zustand ist;
Fig. 3 eine vergrößerte schematische Teilansicht des nach oben geknickten Zentralabschnitts des nicht aufgepumpten in Fig. 2B gezeigten bekannten Reifens ist;
Fig. 4 eine Anordnung der vorliegenden Erfindung zeigt, die Zuglast und Drucklast aufnehmende Verstärkungsschichten besitzt;
Fig. 5A die Druckspannung aufnehmende Gürtelverstärkungsschicht der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 5B den Ausrichtwinkel der Korde in der Gürtelverstärkungsschicht nach Fig. 5A zeigt;
Fig. 5C die Zugspannung aufnehmende Gewebeverstärkungsschicht gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 5D den Ausrichtungswinkel der Korde in der Gewebeverstärkungsschicht nach der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 6 eine schematische Ansicht eines strukturellen I-Balkens ist, der die mechanischen Wirkungen des erfinderischen Konzepts nach der vorliegenden Erfindung beim Beitragen zur Versteifung des Laufstreifens und der darunter liegenden Strukturen der verbesserten hier beschriebenen Reifenauslegung demonstriert;
Fig. 7 ein Teilquerschnitt des zentralen Abschnitts des Laufstreifens und der darunter liegenden Karkassstruktur des in Fig. 4 dargestellten Reifens ist; und
Fig. 8 eine Querschnittsansicht eines Radiallagen-Notlauf-Luftreifens ist, bei dem eine Gewebedecklage in Verbindung mit einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird.

DEFINITIONEN

"Kernreiter" bezeichnet ein radial über dem Wulstkern und zwischen den Lagen und den Lagen-Umschlägen angeordnetes elastomeres Füllteil.
"Aspektverhältnis (Querschnittverhältnis)" des Reifens bezeichnet das Verhältnis seiner Querschnittshöhe zu seiner Querschnittsbreite.
"Axial" und "in Axialrichtung" bezeichnet Linien oder Richtungen, die parallel zur Drehachse des Reifens verlaufen.
"Wulst" oder "Wulstkern" bezeichnet allgemein denjenigen Teil des Reifens, der ein ringförmiges Zugelement umfasst, wobei die radial inneren Wülste dem Halten des Reifens auf der Felge zugeordnet sind und mit Lagenkorden umwickelt und mit oder ohne anderen Verstärkungselementen, wie Wulstfahnen, Chippern, Wulstkernreitern oder Wulstkeilen, Zehenschützern und Wulstbändern, gestaltet sind.
"Gürtelstruktur" oder "Verstärkungsgürtel" bezeichnet mindestens zwei ringförmige Schichten oder Lagen aus parallelen Korden, gewoben oder nicht gewoben, die dem Laufstreifen unterlegt, nicht an dem Wulst verankert sind und sowohl linke als auch rechte Kordwinkel im Bereich zwischen 18º und 30º mit Bezug auf die Äquatorialebene des Reifens aufweisen.
"Breaker" oder "Reifenbreaker" bezeichnet dasselbe wie Gürtel oder Gürtelstruktur oder Verstärkungsgürtel.
"Karkasse" bezeichnet den Reifenaufbau, ausschließlich dem Gürtelaufbau, dem Laufstreifen und dem Unterprotektor über den Lagen, jedoch einschließlich der Wülste.
"Unterbau" bezeichnet die Karkasse, die Gürtelstruktur, die Wülste, die Seitenwände und alle anderen Bestandteile des Reifens mit Ausnahme des Laufstreifens und des Unterprotektors.
"Umfangs-" oder "in Umfangsrichtung" bezeichnet oft Linien oder Richtungen, die sich entlang des Umfangs der Oberfläche des ringförmigen Laufstreifens senkrecht zur Axialrichtung erstrecken; kann sich auch auf die Richtung der Sätze benachbarter Kreiskurven beziehen, deren Radien die im Querschnitt gesehene axiale Krümmung des Laufstreifens bestimmen.
"Kord" bezeichnet einen der Verstärkungsstränge, einschließlich Fäden, die zum Verstärken der Lagen eingesetzt werden.
"Krone" oder "Reifenkrone" bezeichnet den Lauf streifen, die Laufstreifenschultern und die unmittelbar benachbarten Abschnitte der Seitenwände.
"Äquatorialebene (EP)" bezeichnet die zur Reifendrehachse senkrechte und durch die Mitte seines Laufstreifens gehende Ebene; oder die die Umfangs-Mittenlinie des Laufstreifens enthaltende Ebene.
"Aufstandsfläche" bezeichnet die Kontaktfläche oder den Kontakt- Bereich des Reifenlaufstreifens mit einer ebenen Fläche.
"Innerliner" oder "Innerauskleidung" bezeichnet die Schicht oder Schichten aus Elastomer oder anderem Material, die die Innenfläche eines schlauchlosen Reifens bildet/bilden und das Füllfluid oder -Gas innerhalb des Reifens hält/halten.
"Einsatz" bezeichnet die halbmond- oder keilförmige Verstärkung, die typischerweise zum Verstärken der Seitenwände von Notlaufreifen eingesetzt wird; bezeichnet auch den elastomeren, nicht halbmondförmigen Einsatz unter dem Laufstreifen.
"Quer" bezeichnet eine Richtung parallel zur Axialrichtung.
"Normaler Fülldruck" bezeichnet den spezifischen Konstruktionsfülldruck bei einer spezifischen Last, die von der zuständigen Normungsorganisation für den Betriebszustand des Reifens festgelegt werden.
"Normale Last" bezeichnet die spezifische Konstruktionslast bei einem angegebenen Fülldruck, die von der zuständigen Normungsorganisation für den Betriebszustand des Reifens festgelegt werden.
"Lage" bezeichnet eine kordverstärkte Schicht aus elastomerbeschichteten, radial verteilten oder auf andere Weise parallelen Korden.
"Radial" und "in Radialrichtung" bezeichnet Richtungen radial zur Drehachse des Reifens hin und von ihr weg.
"Radiallagenstruktur" bezeichnet die eine oder mehrere Karkasslage(n), von denen mindestens eine Lage Verstärkungskorde aufweist, die mit einem Winkel von 65º bis 90º in Bezug auf die Äquatorialebene des Reifens ausgerichtet sind.
"Radiallagenreifen" bezeichnet einen mit einem Gürtel versehenen oder in Umfangsrichtung festgelegten Luftreifen, bei dem mindestens eine Lage Korde aufweist, die sich von Wulst zu Wulst erstrecken und unter Kordwinkeln zwischen 65º und 90º in Bezug auf die Äquatorialebene des Reifens gelegt sind.
"Querschnittshöhe" bezeichnet den radialen Abstand vom Felgennenndurchmesser zum Außendurchmesser des Reifens an seiner Äquatorialebene.
"Querschnittsbreite" bezeichnet den maximalen linearen Abstand parallel zur Achse des Reifens zwischen dem Äußeren seiner Seitenwände, wenn und nachdem er 24 h lang auf Normaldruck aufgepumpt wurde, jedoch unbelastet war, ausschließlich Erhebungen an den Seitenwänden infolge von Beschriftungen, Dekoration oder Schutzbändern.
"Schulter" bezeichnet den oberen Abschnitt einer Seitenwand knapp unter der Laufstreifenkante.
"Seitenwand" bezeichnet den Abschnitt eines Reifens zwischen Laufstreifen und Wulst.
"Tangential" und "in Tangentialrichtung" bezieht sich auf Segmente von Kreiskurven, die sich in einem Punkt schneiden, durch welchen eine einzelne Linie gezogen werden kann, die zu beiden Kreissegmenten wechselseitig tangential ist.
"Laufstreifenkontur" bezeichnet die im Axial-Querschnitt gesehene Form des Laufstreifens.
"Laufstreifenbreite" bezeichnet die Bogenlänge der Laufstreifenoberfläche in der die Drehachse des Reifens enthaltenden Ebene.
"Keileinsatz" bezeichnet das Gleiche wie "Einsatz".

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Ausführung nach dem Stand der Technik

In Fig. 1 ist ein Querschnitt eines typischen Radial-Notlauf-Luftreifens 10 mit Niedrigprofil nach dem Stand der Technik dargestellt. Der Reifen 10 weist einen Laufstreifen 12, eine Gürtelstruktur 14, ein Paar Seitenwandabschnitte 16, 18, ein Paar Wulstbereiche 20a, 20b und eine Karkassstruktur 22 auf. Die Gürtelstruktur 14 besteht aus zwei Gürteln 24, 26 und einer Gewebedecklage 28, die zwischen dem Bodenabschnitt des Laufstreifens 12 und den oberen Teilen der Gürtelstruktur untergebracht ist. Die Gewebedecklage 28 ist durch herkömmliche Mittel wie durch wendelförmiges Wickeln eines kordverstärkten Bandes aufgebracht. Die Karkasse 22 enthält, eine erste Lage 30 und eine zweite Lage 32, eine gasundurchlässige Innenauskleidung 34, ein Paar Wülste 36a, 36b, ein Paar Wulstfüller-Reiter 38a, 38b, ein erstes Paar Einsätze 40a, 40b und ein zweites Paar Einsätze 42a, 42b. Der erste oder innerste Einsatz 40a, 40b ist zwischen der Innenauskleidung 34 und der ersten Lage 30 angeordnet und der zweite Einsatz 42a, 42b befindet sich zwischen der ersten Lage 30 und der zweiten Lage 32. Die Gewebedecklage 28 ist unterhalb oder radial innerhalb des Laufstreifens 12 angeordnet und über der Gürtelstruktur 14 oder radial außerhalb von ihr. Die verstärkten Seitenwandabschnitte 16, 18 der Karkassstruktur 22 gewähren dem Reifen 10 eine begrenzte Notlauffähigkeit.
Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, erhöht die strukturelle Verstärkung in dem Seitenwandbereich des Reifens 10 die Gesamtdicke der Seitenwandabschnitte 16, 18 erheblich. Diese verallgemeinerte Notlaufreifen-Auslegung nach dem Stand der Technik zeigt die mehr oder weniger gleichförmig verdickten Seitenwände, welche Notlaufreifen-Auslegungen kennzeichnen. Solche einsatzverstärkte Seitenwände sind notwendig, um die Reifenlast mit minimaler Seitenwandverformung abzustützen, wenn der Reifen 10 sich im Unterdruck- oder drucklosen Zustand befindet. Derartige Notlaufreifen-Auslegungen ergeben ein vernünftiges Fahrzeug-Handling und Verhalten unter Bedingungen von voller Reifenfüllung (normalem Reifendruck), und sie ergeben vernünftige Notlaufreifen-Lebensdauer und vernünftiges Fahrzeug-Handling, wenn der Reifen mit Unterdruck oder ohne Druck gefahren wird. Notlaufreifen wiegen wegen des zusätzlichen Gewichts des Verstärkungsmaterials in den Seitenwänden allgemein mehr als äquivalente Reifen, die nicht notlauffähig sind; dieses zusätzliche Gewicht ist bei Hochprofil-Notlaufreifen größer als bei Niederprofil- Notlaufreifen.
Fig. 2A zeigt eine schematische Teildarstellung eines normal aufgepumpten Reifens nach dem Stand der Technik, wie er in Fig. 1 dargestellt ist, wobei dessen Laufstreifen 12 Berührung mit dem Boden 13 hat. Das Abflachen des Laufstreifens 12 in dem Bereich, wo er auf dem Boden 13 aufsteht, führt Biegespannungen in den Laufstreifen und seine darunterliegenden Komponenten einschließlich der Gürtelstruktur 14, dem Abdeckgewebe 28, Gürteln 24, 26, Radialllagen 30, 32 und Innenauskleidung 34 ein. Insbesondere leiten sich die Biegespannungen von dem Abflachen des Laufstreifens 12 gegenüber der im Formungszustand befindlichen und/oder der durch Aufpumpen erreichten Querkrümmung des Laufstreifens und seiner darunterliegenden Strukturen her. Diese Biegespannungen induzieren Zugspannungen in den radial inneren Strukturen unter dem Laufstreifen 12, wie der Innenauskleidung 34 und den Radiallagen 30, 32. Entsprechende Druckspannungen werden in das elastomere Material des Laufstreifens 12 und die darunterliegenden Strukturen, wie Gewebe-Abdecklage 28 und Abschnitten der Gürtelstruktur 14 induziert.
Fig. 2B stellt das Aufwärtsknicken des Laufstreifens 12 beim drucklosen Notlaufreifen 10 nach dem Stand der Technik in dem Bereich dar, wo der lasttragende Laufstreifen die flache Straßenfläche 13 berührt. Das Aufwärtsknicken des zentralen Laufstreifenbereichs entspricht der Ausbildung von Biegespannungen in den zentralen Abschnitten des Laufstreifens 12 und seiner darunterliegenden Strukturen. Die Biegespannungen in dem Laufstreifen 12 während des Notlaufbetriebs, wie in Fig. 2B dargestellt, sind größer als die dem einfachen Abflachen des Laufstreifens während normal aufgepumptem Betrieb zugeordneten, wie in Fig. 2A dargestellt.
Fig. 3 ist eine (nicht in exakten Proportionen dargestellte) schematische und fragmentarische Detaildarstellung der Gürtel 24, 26, der Lagen 30, 32, der Innenauskleidung 34 und der Gewebeabdeckung 28, wie sie in dem (in Fig. 2B gezeigten) nach oben gekippten Zentralabschnitt des Laufstreifens 12 beim Reifen nach dem Stand der Technik auftreten würden. Die neutrale Biegeachse A-A nach Fig. 3 ist in einer plausiblen Beziehung mit Bezug auf die Gewebeabdeckung 28, die Gürtel 24, 26, die Lagen 30, 32 und die Innenauskleidung 34 gezeigt. Auf diesem Gebiet Erfahrene werden anerkennen, dass in Fig. 3 die strukturellen Elemente des Laufstreifens 12, die über der neutralen Achse A-A liegen - d. h. radial innerhalb des Laufstreifens 12 - eine Zugbelastung erfahren werden, während die Strukturen, die unter der neutralen Achse A-A liegen, d. h. näher an der Innenauskleidung 34, bei einem mit zu niedrigem Druck aufgepumptem oder drucklosen Reifen eine kompressive oder Druckbelastung erfahren werden. Der Ort der neutralen Achse A-A ist mit Bezug auf die Gürtel 24, 26 annähernd gezeigt, wenn man die Zugspannungs-Aufnahmekapazität der Radiallagen 30, 32 und die Druckspannungs-Aufnahmekapazität der Gürtel 24, 26 in Rechnung stellt. Die neutrale Achse A-A ist so gezeigt, dass sie innerhalb des Gürtels 24 liegt, was eine reine Annäherung daran ist, wo sie wirklich liegen würde, wenn man den relativ größeren Elastizitätsmodul der Stahlkorde in den Gürteln 24, 26 im Vergleich zu dem Modul der die Lagen 30, 32 verstärkenden Korde in Betracht zieht.

Bevorzugte Ausführungsform

Fig. 4 zeigt einen Radiallagen-Notlauf-Luftreifen 50 gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Reifen 50 hat allgemein den gleichen Seitenwandaufbau, wie es bei dem in Fig. 1 gezeigten Notlaufreifen 10 nach dem Stand der Technik der Fall ist. Eines der erfindungsgemäßen Merkmale des Reifens 50 in Fig. 4 ist die Hinzufügung einer Zugspannungen aufnehmenden kordverstärkten Gewebelage 59, die zwischen der Innenauskleidung 74 und der radial innersten Radiallage 70 eingefügt ist. Ein anderes erfindungsgemäßes Merkmal des Reifens 50 ist eine Druckspannungen aufnehmende inkompressible Schicht 66, welche in der besonderen Darstellung der Fig. 4 als über oder radial außerhalb von der Gürtelstruktur 56 und/oder radial innerhalb der Gewebedecklage 53 eingesetzt gezeigt ist. In Fig. 4 und sonst in der Beschreibung zeigen mit Apostroph (') und Anführungszeichen (") versehene Bezugszeichen strukturelle Elemente, die im wesentlichen mit den durch die entsprechenden Bezugszeichen ohne Zusatzzeichen bezeichneten strukturellen Elementen identisch sind.
In Fig. 4 ist die Breite der Druckspannungen aufnehmenden Verstärkung 66 allgemein die gleiche oder geringer als die der Gürtelstruktur 56. Fig. 5A ist eine schematische Teil-Querschnittansicht des Reifens 50, welche die in Umfangsrichtung eingesetzte Gürtelverstärkung 66 zeigt, wie sie erschiene, wenn der Laufstreifen und andere darüberliegende Strukturen entfernt würden. Die Gürtelverstärkung 66 ist aus einer Vielzahl von Draht- oder Metallkorden 75 aufgebaut, wie mit mehr Einzelheiten später besprochen wird. Fig. 5B zeigt den Metallkordwinkel MCA der inkompressiblen Metallkorde 75 mit Bezug auf die Äquatorialebene EP des Reifens 50.
Wie in Fig. 4 dargestellt, ist die Breite der Zugspannungen aufnehmenden Gewebeverstärkung 59 allgemein die gleiche wie die der darüberliegenden Gürtelstruktur 56. Fig. 5C ist eine schematische Teil-Querschnittsansicht des Reifens 50, welche die in Umfangsrichtung eingesetzte Gewebeverstärkung 59 zeigt, wie sie beim Abnehmen des Laufstreifens und der Lagen und anderer darüberliegenden Strukturen erscheinen würde. Die Gewebeverstärkung 59 ist aus Hochmodul-Korden 79 aufgebaut, wie mit mehr Einzelheiten später besprochen wird. Fig. 5D zeigt den Gewebekordwinkel FCA der Hochmodul-Korde 79 mit Bezug auf die Äquatorialebene EP des Reifens 50. Die praktische Ausführung des erfinderischen Konzepts wird in der nachfolgenden Beschreibung offensichtlich.

Betriebsdynamik der bevorzugten Ausführungsform

In der Fig. 4 ist eine der beiden Erfindungsmerkmale, die im Reifen 50 aufgenommen sind, die Druckspannung aufnehmende Verstärkung 66, die in Umfangsrichtung eingesetzt ist, und zwar in dem Beispiel nach Fig. 4 über oder radial außerhalb der Gürtelstruktur 56. Mit besonderem Bezug auf den Ort der Gürtelverstärkung 66 wird angenommen, dass die Gürtelverstärkung allgemein der gleichen Betriebsfunktion dienen kann, wenn sie zwischen den Gürteln 67, 68 der Gürtelstruktur 56 eingesetzt ist, oder radial innerhalb der Gürtelstruktur und radial außerhalb der die Lagen 70, 72 umfassenden Lagenstruktur 58.
Ein zweites der erfindungsgemäßen Merkmale ist, wie in Fig. 4 gezeigt, die Zugspannungen aufnehmende Gewebeschicht 59, die in Umfangsrichtung eingesetzt ist, und zwar in der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform unmittelbar radial innerhalb der Lagenstruktur 58 und unmittelbar radial außerhalb der Innenauskleidung 74. Mit besonderem Bezug auf den Ort der Zugspannungen aufnehmenden Gewebeverstärkung 59 liegt es auch innerhalb des Bereichs der Erfindung, dass die Gewebeverstärkung allgemein der gleichen Betriebsfunktion dient, wenn sie zwischen den Lagen 70, 72 der Lagenstruktur 58 oder unmittelbar radial außerhalb der Lagenstruktur und radial innerhalb der Gürtelstruktur 56 mit den Gürteln 67, 68 eingesetzt ist.
Die Betriebsdynamik der erfindungsgemäßen Merkmale der vorliegenden Erfindung wird klarer bei Betrachtung der Fig. 2B und der Fig. 3. Fig. 2B zeigt eine Querschnittsansicht des nach oben geknickten Laufstreifens 12 des Reifens 10 nach dem Stand der Technik, wenn er in drucklosem Zustand betrieben wird. Fig. 3 zeigt einen Blick aus der Nähe auf den zentralsten Abschnitt des nach oben geknickten Laufstreifens 12. Die neutrale Biegeachse A-A in Fig. 3 ist so gezeigt, dass sie sich in der Nähe der Zwischenfläche zwischen der Hochmodul-Gürtelstruktur 14 mit den Gürteln 24, 26 und der Lagenstruktur 58 befindet. Auf diesem Fachgebiet Kenntnisreiche werden erkennen, dass das Biegen des Laufstreifens 12 und derartiger darunterliegender Strukturen wie der Gürtelstruktur 14 und der Radiallagen 30, 32 die Ausbildung von Zugspannungen in den Teilen der Reifenstruktur ergibt, die oberhalb (zu der inneren Auskleidung 34 hin) der neutralen Biegeachse A-A in Fig. 3 liegen, während die Druckspannungen in den Abschnitten des Reifens induziert werden, die unter der neutralen Biegeachse A-A (zu der Überdeckung 28 hin) gelegen sind.
Die vorliegende Erfindung verleiht dem Laufstreifen 12 eine erhöhte Seiten- und Umfangssteifigkeit und erhöht dadurch den Widerstand des Laufstreifens und auch der unter dem Laufstreifen liegenden Strukturen während des Notlaufbetriebs gegen Knickung. Das Verfahren und die Strukturen der vorliegenden Erfindung, wie sie in Fig. 4 dargestellt sind, enthalten die Aufnahme entweder einer oder mehrerer Zuglast aufnehmender Hochmodul-Verstärkungen 59 innerhalb der Lagenstruktur 58 oder in ihrer Nachbarschaft und/oder eine oder mehrere Druckspannung aufnehmende Hochmodul-Verstärkungen 66 in der oder benachbart zu der unterhalb des Laufstreifens 52 liegenden Gürtelstruktur 56.
Bei einer Ausführungsform sind die jeweiligen Zuglast aufnehmenden und Drucklast aufnehmenden Verstärkungsschichten in dem der neutralen Biegeachse A-A nach Fig. 3 benachbarten Bereich eingesetzt. Wie insbesondere in Fig. 4 gezeigt ist, ist eine oder sind mehrere Zugspannung aufnehmende Hochmodul-Verstärkungen oder Schichten 59 in dem der neutralen Biegeachse A-A (an der Seite der inneren Auskleidung 34 in Fig. 3) benachbarten Bereich eingesetzt, wo Zugspannungen während des Knickens des Laufstreifens 12 erzeugt werden. Zusätzlich ist eine oder sind mehrere Druckspannung aufnehmende Hochmodul-Verstärkungen oder solche Schichten 66 in den der neutralen Achse A-A (an der Seite der Abdeckung 28 in Fig. 3) benachbarten Bereich eingesetzt, wo die Druckspannungen während des Aufwärtsknickens des Laufstreifens erzeugt werden.
Ein zweiter Mechanismus befasst sich zur Versteifung des Laufstreifens 12 mit der Trennung zwischen den Zugspannung aufnehmenden Verstärkungen 59 und den Druck aufnehmenden Verstärkungen 66. Diese Trennung ist in der vorliegenden Erfindung durch die einfache Hinzufügung von Verstärkungsschichten zu den jeweiligen Druckspannungs- und Zugspannungs-Bereichen benachbart zur neutralen Biegeachse A-A herbeigeführt, wie in Fig. 3 gezeigt.
Das Grundprinzip der Trennung der Zug- und der Druck-Elemente wird offensichtlich bei der Betrachtung eines strukturellen I-(Doppel-T-)Balkens 80, wie er in Fig. 6 dargestellt ist, wo der Stegabschnitt 86 des I- Balkens die jeweiligen Druck aufnehmenden Flansche 82 von den Zug aufnehmenden Flanschen 84 trennt. Insbesondere zeigt Fig. 6 einen I- Balken 80, der an seinen Enden durch stützende Auflageelemente A und B abgestützt ist. Der I-Balken 80 ist so gezeigt, dass er eine Zentrallast L trägt, die so gerichtet ist, dass der obere Flansch 82 des I-Balkens in Kompression (Druckbelastung) ist, während der untere Flansch 84 in Zug ist. Die Flansche 82, 84 sind durch den Steg 86 voneinander getrennt. Unter der Annahme, dass die Abmessungen und physikalischen Eigenschaften der Flansche 82, 84 gleichförmig und isotrop sind, und dass die Dicke des Stegs 86 zwischen den Flanschen gleichmäßig ist, wird die neutrale Biegeachse A-A, wie in Fig. 6 dargestellt, längs der Mitte des I- Balkens 80 auftreten. Wenn die Breite W des Stegs 86 erhöht wird, wird sich das Trägheitsmoment des I-Balkens 80 dementsprechend mit Bezug auf die Biegung unter der durch die Last L ausgeübten Kraft erhöhen. Mit anderen Worten: die Steifigkeit des I-Balkens 80 mit Bezug auf die Verformung unter dem Gewicht der Last L steigt in direkter Beziehung zu der Breite W des Stegs 86 an, der die Flansche 82, 84 trennt. In gleicher Weise kann in Fig. 2A, 2B und 3 der Laufstreifen 12 des Reifens 10 nach dem Stand der Technik steifer und gegen Knickung widerstandsfähiger gemacht werden, falls die Zug aufnehmenden Lagen 30, 32 und die Druck aufnehmenden Gürtel 24, 26 beide in ihrer Festigkeit erhöht (entsprechend dickeren Flanschen 82, 84 in Fig. 6) und weiter voneinander getrennt würden (entsprechend einem breiteren Steg 86 in Fig. 6).
Die vorliegende Erfindung, wie sie in Fig. 4 gezeigt ist, erreicht eine Laufstreifenversteilung oder einen Widerstand gegen Knicken unter Notlaufbedingungen durch das Hinzufügen von einer oder der anderen oder beiden der Gürtelverstärkungen 66, welche der Druckspannungsverformung widersteht, und der Gewebeverstärkung 59, welche der Zugspannungsverformung widersteht. Mit Bezug auf die I-Balken-Analogie in Fig. 6 entsprechen die jeweiligen Gürtel- bzw. Gewebeverstärkungen 66 bzw. 59 den I- Balken-Flanschen 82 bzw. 84. Auch die zusätzliche Dicke des Laufstreifens 52 und seiner darunterliegenden Karkassstruktur 60 und der Gürtelstruktur 56 plus der Druckverstärkungsschicht 66 und der Zugverstärkungsschicht 59 ergeben eine größere Dicke für die Karkassstruktur und die Gürtelstruktur, welche zusätzliche Dicke in der I-Balken-Analogie den Steifigkeit herbeiführenden Vorteilen der Erhöhung der Breite W des Stegs 86 des I-Balkens 80 entspricht, wie in Fig. 6 gezeigt.
Fig. 7 zeigt eine Querschnitts-Teilansicht eines Segments des Laufstreifens 52 und der darunterliegenden Karkasse 90 in dem Bereich der Äquatorialebene EP. Das Karkass-Segment 90 umfasst die Innenauskleidung 74, die Zugspannung aufnehmende Gewebelage 59, die Lagenstruktur 58 (mit Lagen 70, 72), die Gürtelstruktur 56 (mit Gürteln 67, 68), die Druckspannung aufnehmende Schicht 66 und die Gewebeüberdeckung 53.
Die Vorteile der Aufnahme einer oder mehrerer Bandverstärkungsschichten 66 und/oder einer oder mehrerer Gewebelagen-Verstärkungsschichten 59 kann mehr in Besonderheit anerkannt werden durch getrenntes Be sprechen jeder Verstärkung in Beziehung zur neutralen Biegeachse A-A, wie in Fig. 7 gezeigt.

Druckspannung aufnehmende Gürtelverstärkungsschicht

In den Fig. 4 und 7 ist die Druckspannung aufnehmende Verstärkungsschicht 66 so gezeigt, dass sie radial außerhalb der die Gürtel 67, 68 umfassenden Gürtelstruktur 56 liegt. Die in Umfangsrichtung eingesetzte Verstärkungsschicht 66 ist aus unkomprimierbarem Hochmodul-Material wie Draht- oder Metallkorden 75 aufgebaut, wie in Fig. 5A gezeigt. Fig. 5B zeigt den Metallkordwinkel MCA der Metalldrähte oder -korde 75 mit Bezug auf die Äquatorialebene EP des Reifens 50. Der Kordwinkel MCA beträgt 45 Grad bis 85 Grad, und meist bevorzugt etwa 80 Grad bezüglich der EP. Die Kordwinkel, wie hier definiert, enthalten sowohl Rechts- wie Links- oder Plus- wie Minus-Richtungen.
Fig. 7 zeigt einen plausiblen Ort für die neutrale Biegeachse A-A eines flachen Karkasssegments 60 in dem Bereich der Äquatorialebene EP des Reifens.
In Fig. 7 werden die Abschnitte der Karkasse 90, die unter oder radial auswärts von der neutralen Biegeachse A-A liegen, während des Notlaufbetriebs Kompressions- oder Druckspannungen erfahren, während die Abschnitte der Karkasse, die über oder radial innerhalb der neutralen Biegeachse gelegen sind, während des Notlaufbetriebs Zugspannungen erfahren werden.
Der Ort der Gürtelverstärkungsschicht 66, wie er in Fig. 4 und 7 gezeigt ist, ist die extremste Position mit Bezug auf die neutrale Biegeachse A-A, die dadurch den maximalen mechanischen Vorteil für die Gürtelverstär kungsschicht bezüglich Widerstand gegen Kompressions- oder Druckspannungen ergibt, die mit dem Notlaufbetrieb verbunden sind - in anderen Worten, die Gürtelverstärkungsschicht 66 hat in der in Fig. 4 und 7 gezeigten Lage einen mechanischen Vorteil beim Widerstehen gegen das Aufwärtskippen des zentralen Abschnittes des Laufstreifens 52 während des Notlaufbetriebs.
Die Erfinder erkennen, dass mehr als eine Druckspannung aufnehmende Schicht 66 dementsprechend die seitlich und in Umfangsrichtung wirkende Steifigkeit des Laufstreifens 52 mit Bezug auf die Aufwärtskippung während des Notlaufbetriebs des Reifens 50 erhöhen würde. Die Erfinder erkennen auch das Potenzial zum Anpassen der Seiten- oder Quersteifigkeit des Laufstreifens 52 durch Einsetzen der einen oder der mehreren Druckspannung aufnehmenden Schicht(en) 66 zwischen den Gürteln 67, 68 der Gürtelstruktur 56 oder radial innerhalb der Gürtelstruktur zur weiteren Minimierung der Auswirkung des Verhaltens des aufgepumpten Reifens, oder durch Verteilen von zwei oder mehr Verstärkungsschichten zwischen den Gürteln 67, 68.

Zugspannung aufnehmende Gewebeverstärkungsschicht

In Fig. 4 und 7 ist eine Zugspannung aufnehmende Gewebeverstärkungsschicht 59 gezeigt, die radial innerhalb der Lagenstruktur 58 gelegen ist, welche die Radiallagen 70, 72 umfasst. Die in Umfangsrichtung eingesetzte Gewebeverstärkungsschicht 59 ist aus Gewebe aufgebaut, welches mit Hochmodul-Korden verstärkt ist, die aus Materialien des Typs hergestellt sind, welche von der Material-Familie kommen, die Aramid, Reyon und Polyester enthalten. Fig. 5C zeigt die Umfangsgewebe schiebt 59 und ihre verstärkenden Korde 79. Fig. 5D zeigt den Gewebekordwinkel FCA der Verstärkungskorde 79 mit Bezug auf die Äquatorialebene EP des Reifens 50. Der Kordwinkel FCA beträgt 45 Grad bis 85 Grad und meist bevorzugt etwa 80 Grad, jeweils mit Bezug auf die Äquatorialebene.
In Fig. 7 erfahren die Abschnitte des Karkasssegments 90, die über oder radial innerhalb der neutralen Biegeachse A-A liegen, Zugspannungen während des Notlaufbetriebs. Der in Fig. 4 und 7 gezeigte Ort der Gewebeverstärkungsschicht 59 ist in einer extremen Lage mit Bezug auf die neutrale Biegeachse A-A, welche deshalb den maximalen mechanischen Vorteil für die Gewebeverstärkungsschicht mit Bezug auf den Widerstand gegen mit dem Notlaufbetrieb verbundene Zugspannungen ergibt. Das bedeutet, die (textile) Gewebeverstärkungsschicht 59 an dem in Fig. 4 und 7 gezeigten Ort hat einen mechanischen Vorteil beim Widerstand gegen das Aufwärtsknicken des zentralen Abschnittes des Laufstreifens 52 während des Notlaufbetriebs.
Die Erfinder erkennen, dass mehr als eine Zugspannung aufnehmende Schicht 59 dementsprechend die Seiten- und Umfangssteifigkeit des Laufstreifens 52 mit Bezug auf das Aufwärtsknicken während des Notlaufbetriebs des Reifens 50 erhöhen würde. Die Erfinder erkennen auch das Potenzial für eine Anpassung der Seitensteifigkeit des Laufstreifens 52 mittels des Einsetzens der einen oder mehreren Zugspannung aufnehmenden Gewebeschicht(en) 59 zwischen den Lagen 70, 72 der Lagenstruktur 58 oder radial außerhalb der Lagenstruktur, oder durch Verteilen von zwei oder mehr Verstärkungsschichten zwischen den Lagen 70, 72.
Fig. 8 ist eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie sie bei einem Radiallagen-Notlauf-Luftreifen 100 benutzt wird, bei dem zwei Druckspannung aufnehmende Verstärkungsschichten 66', 66" so eingesetzt sind, dass eine Verstärkungsschicht 66" derselben radial außerhalb des radial äußersten Gürtels 68' liegt, wäh rend die andere Schicht 66' zwischen den Gürteln 67' und 68' gelegen ist. Zusätzlich werden die beiden Zugspannung aufnehmenden Gewebeverstärkungsschichten 59' und 59" so eingesetzt, dass eine Gewebeschicht 59' radial innerhalb der radial innersten Lage 72' liegt, während die andere Gewebeschicht 59" zwischen den beiden Lagen 70' und 72' liegt. Typischerweise sind die Verstärkungskorde der benachbarten Verstärkungsschichten in gekreuzter Beziehung zueinander. Die Winkel der Korde sind gleich wie die Winkel der Korde einer einzigen Verstärkungsschicht ausgelegt, wie vorher definiert.

Betrieb des erfinderischen Konzepts mit Bezug auf den Stand der Technik

Das erfinderische Konzept spricht das Laufstreifenknicken (das auch als "Laufstreifenanhebung" bekannt ist) an, wie es mit im Notlaufmodus betriebenen Notlaufreifen verbunden ist.
Um die Ursprünge der die dem Notlaufbetrieb von Notlauf-Reifen zugeordneten Laufstreifenkippung zu wiederholen: die verstärkten Seitenwände 16, 18 eines drucklosen Notlaufreifens 10 nach dem Stand der Technik von dem in Fig. 1 gezeigten Typ neigen dazu, axial nach außen in solcher Weise zu knicken, dass nach oben gerichtete Biegespannungen auf den Laufstreifen 12 und die darunterliegenden Strukturen so übertragen werden, dass der zentrale Abschnitt des Laufstreifens seinen Aufstandsdruck auf die Straßenoberfläche auf Null reduziert. Das Aufwärtsknicken des Laufstreifens kann schädliche Auswirkungen auf das Fahrzeug- Handling im Notlaufmodus haben, speziell während Hochgeschwindigkeitsbetrieb. Zusätzlich neigt das zyklische Biegen des Laufstreifens während des Notlaufbetriebs dazu, ein Aufheizen des Laufstreifenmaterials speziell während des Hochgeschwindigkeitsbetriebs zu verursachen, wodurch eine beschleunigte Verschlechterung der Reifenstruktur im Bereich des Laufstreifens verursacht werden kann, was wiederum die Lebensdauer des Notlaufreifens im Notlaufmodus verringert. Ein hypothetisch vollkommener Notlaufreifen wäre fähig, den zentralen Abschnitt seines Laufstreifens bei demselben Grad von Straßenkontakt während des Notlaufbetriebs zu halten, wie er während es aufgepumpten Zustandes ist.
Bei dieser Erfindung hilft die Aufnahme der einen oder der mehreren Druckspannung aufnehmender Metallverstärkung(en) 66', 66" in dem Bereich der Gürtelstruktur 56' (Fig. 8) und die Aufnahme der einen oder der mehreren Zugspannung aufnehmenden Gewebeverstärkung(en) 59', 59" in dem Bereich benachbart zu oder innerhalb der Lagenstruktur 58' dabei, die Seiten- und Umfangssteifigkeit des Laufstreifens 52' zu erhöhen.
So folgt daraus, dass, wie in Fig. 8 gezeigt, die Drucklast-Aufnahmekapazität der verstärkten Gürtelstruktur 56' und die Zuglast-Aufnahmekapazität der gewebeverstärkten Lagenstruktur 58' einen Notlaufreifen 100 mit einem Laufstreifen 52' ergeben, dessen Seitensteifigkeit der Aufwärtskippung des zentralen Abschnittes des Laufstreifens während Notlaufbetriebs widersteht. Diese Erfindung ergibt durch Erhöhen der Seiten- und Umfangssteifigkeit des Laufstreifens ein verbessertes Fahrzeug-Handling bei Notlauf und erhöhte Notlauf-Reifenlebensdauer. Weiter verbessert die Hinzufügung der Verstärkungen zu der Gürtel- und Lagenstruktur die Aufstandsfleck-Druckverteilung bei Notlauf, wodurch sich ein besseres Verschleißverhalten und besseres Handling während des Betriebs mit normal unter Druck gesetztem Reifen ergibt.

AUSFÜHRUNGSFORM EINS

In Fig. 4 ist eine erste Ausführungsform der Erfindung in einem Notlauf- Radiallagen-Reifen 50 dargestellt. Eine derartige Ausführungsform würde Potenzial für Notlaufverwendung bei Hochleistungs-Sportfahrzeugen oder Leichtlastwagen besitzen, falls es als Radiallagen-Notlauf-Luftreifen mit niedrigem Querschnittsverhältnis für den Notlaufbetrieb eingesetzt würde, oder, falls es als ein Reifen mit hohem Querschnittsverhältnis für Luxusfahrzeuge, hoch entwickelte Sporteinsatz-Fahrzeuge und einige Leichtlastwagen verwendet würde. Der Reifen 50 enthält zwei Gürtel 67, 68, zwei Lagen 70, 72, eine Gürtelverstärkungsschicht 66 und eine Gewebeverstärkungsschicht 59. Die Gewebeverstärkungsschicht 59 weist Verstärkungskorde 79 auf, die mehr oder weniger in Querrichtung über den Kronenbereich des Reifens 50 gerichtet sind. Die Gürtelverstärkungsschicht 66 besitzt Metallverstärkungskorde 75, die ebenfalls mehr oder weniger in Querrichtung über den Kronenbereich des Reifens 50 gerichtet sind. Die Metallgürtel-Verstärkungsschicht 66 trägt zum Druckspannungs-Widerstand der Gürtelstruktur 56 bei. Die Gewebeverstärkungsschicht 59 trägt zum Zugspannungs-Widerstand der Lagenstruktur 58 bei. Während des Notlaufbetriebs ergibt die verbesserte Seitensteifigkeit des Laufstreifens ein besseres Fahrzeug-Handling und eine verbesserte Stabilität während des Hochgeschwindigkeits-Notlaufbetriebs, wie auch eine erhöhte Notlauf-Reifenlebensdauer.

AUSFÜHRUNGSFORM ZWEI

Eine zweite Ausführungsform wird ins Auge gefasst, in welcher diese Erfindung in einem Radiallagen-Notlaufreifen aufgenommen ist, wie er auch in Fig. 4 gezeigt ist, mit mindestens einer Radiallage 70 oder 72, die durch im wesentlichen undehnbare Fasern oder Korde aus Metall wie Stahl verstärkt ist, wie es in der US-Patentanmeldung 08/865 489 offenbart ist, und in der das Querschnittsverhältnis des Reifens niedrig oder hoch oder auf Zwischenwerten zwischen den maximalen und minimalen Werten der Querschnittsverhältnisse für Notlaufreifen sein kann.

AUSFÜHRUNGSFORM DREI

Eine dritte Ausführungsform ist in Fig. 8 gezeigt, wo zwei Druckspannungs-Verstärkungsschichten 66', 66" so eingesetzt sind, dass eine sich radial außerhalb des radial äußersten Gürtels 68' befindet, während die andere zwischen den Gürteln 67' und 68' angeordnet ist. Diese Ausführungsform enthält auch zwei Zugspannung aufnehmende Gewebeverstärkungsschichten 59', 59", die so eingesetzt sind, dass die eine Gewebeschicht 59" sich radial innerhalb der radial innersten Lage 70' befindet, während die andere Gewebeschicht 59' zwischen den beiden Lagen 70', 72' gelegen ist. Typischerweise sind die Verstärkungskorde benachbarter Verstärkungsschichten in gekreuzter Beziehung zueinander. Die Winkel der Korde sind mit den gleichen Winkellagen wie die Korde einer einzelnen Verstärkungsschicht angeordnet, wie vorher definiert wurde.
Zwar wurde die Erfindung in Kombination mit Ausführungsformen derselben beschrieben, doch ist offensichtlich, dass viele Alternativen, Abwandlungen und Veränderungen einer auf diesem Fachgebiet erfahrenen Person im Lichte der vorstehend gegebenen Lehren naheliegend sind. Dementsprechend ist beabsichtigt, dass die Erfindung alle solche Alternativen, Abwandlungen und Veränderungen als in den Bereich der angefügten Ansprüche fallend umfassen soll.

Claims

1. Radiallagen-Notlauf-Luftreifen (50; 100) mit einem Laufstreifen (52; 52'), einer Karkasse (60; 60') mit zwei Seitenwänden (77, 78; 77', 78') und zwei undehnbaren ringförmigen Wülsten (36a', 36b'; 36a", 36b"), einer Radiallagen-Struktur (58; 58'), einem oder mehreren Seitenwandverstärkungs-Einsatz/Einsätzen (40a', 40b', 42a', 42b'; 40a", 40b", 42a", 42b") und einer zwischen dem Laufstreifen und der Radiallagenstruktur angeordneten Gürtelstruktur (56; 56');

und mindestens einer in Umfangsrichtung eingesetzten, Druckspannungen aufnehmenden, in dem Bereich der Gürtelstruktur (56; 56') angeordneten Gürtelverstärkungsschicht (66; 66'; 66") mit Verstärkungsmetallkorden (75), die mit einem Winkel von zwischen 45 und 85 Grad mit Bezug auf die Äquatorialebene des Reifens ausgerichtet sind;

und mindestens einer in Umfangsrichtung eingesetzten, Zugspannungen aufnehmenden, in dem Bereich der Radiallagenstruktur (58; 58') angeordneten Gewebeverstärkungsschicht (59; 59', 59") mit Verstärkungsgewebekorden (79), die mit einem Winkel von zwischen 45 und 85 Grad mit Bezug auf die Äquatorialebene des Reifens ausgerichtet sind.

2. Reifen (50) nach Anspruch 1, in welchem die Breite der mindestens einen in Umfangsrichtung eingesetzten Gürtelverstärkungsschicht (66) und der mindestens einen in Umfangsrichtung eingesetzten Gewebeverstärkungsschicht (59) annähernd gleich der Breite der Gürtelstruktur (56) ist.

3. Reifen (50) nach Anspruch 1, bei dem die mindestens eine Gürtelverstärkungsschicht (66) Verstärkungsmetallkorde (75) aufweist, die mit etwa 80 Grad mit Bezug auf die Äquatorialebene des Reifens ausgerichtet sind.

4. Reifen (50) nach Anspruch 1, bei dem die Gewebeverstärkungsschicht (59) zwischen die Innenauskleidung (74) und die radial innerste Radiallage (70) eingesetzt ist.

5. Reifen (50) nach Anspruch 1, bei dem die mindestens eine Gewebeverstärkungsschicht (59) Verstärkungskorde (79) aufweist, die mit etwa 80 Grad mit Bezug auf die Äquatorialebene des Reifens ausgerichtet sind.

6. Reifen (50) nach Anspruch 5, bei dem mindestens eine der Radiallagen (70, 72) der Radiallagenstruktur (58) mit undehnbaren Metallkorden verstärkt ist.

7. Reifen (50) nach Anspruch 1, bei dem die Gewebeverstärkungsschicht (59) mit. Gewebe aufgebaut ist, das mit aus Aramid, Reyon oder Polyester hergestellten Hochmodulkorden verstärkt ist.

8. Reifen (50) nach Anspruch 1, bei dem die Gürtelverstärkungsschicht (66) radial außerhalb der Gürtelstruktur (56) und radial innerhalb einer Gewebeabdeckung (53) eingesetzt ist.

9. Reifen (50) nach Anspruch 1, bei dem die Gürtelverstärkungsschicht (66) zwischen die Gürtel (67, 68) der Gürtelstruktur (56) gesetzt ist.

10. Reifen (50) nach Anspruch 1, bei dem die Gewebeverstärkungsschicht (59) unmittelbar radial außerhalb der Radiallagenstruktur (58) und radial innerhalb der zwei Gürtel (67, 68) umfassenden Gürtelstruktur (56) angeordnet ist.