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Dokumentenidentifikation DE19509824A1 19.09.1996
Titel Fahrzeugluftreifen
Anmelder SP Reifenwerke GmbH, 63450 Hanau, DE
Erfinder Gerresheim, Manfred, Dipl.-Ing. Dr., 63179 Obertshausen, DE;
Nau, Robert, 63546 Hammersbach, DE;
Damke, Roland, 63579 Freigericht, DE;
Winter, Hans-Joachim, 63571 Gelnhausen, DE;
Löwenhaupt, Bernd, Dr., 64625 Bensheim, DE
Vertreter Manitz, Finsterwald & Partner, 80538 München
DE-Anmeldedatum 17.03.1995
DE-Aktenzeichen 19509824
Offenlegungstag 19.09.1996
Veröffentlichungstag im Patentblatt 19.09.1996
IPC-Hauptklasse B60C 9/08
IPC-Nebenklasse B60C 9/18   B60C 1/00   
IPC additional class // C08J 5/04  
Zusammenfassung Fahrzeugluftreifen mit einer an Wulstringen (1) verankerten Karkasse (2), einem Laufstreifen (3), einer zwischen Karkasse (2) und Laufstreifen (3) vorgesehenen Gürtelanordnung (4) aus mindestens zwei Schnittgürtellagen, deren als Festigkeitsträger dienende, in der jeweiligen Lage parallel zueinander verlaufende Fäden oder Korde sich unter einem vorgebbaren Winkel zur Umfangsmittelebene kreuzen, und wenigstens einer die Gürtelanordnung (4) umschließenden Abdecklage (5) mit zumindest im wesentlichen in Reifenumfangsrichtung verlaufenden Fäden oder Korden, wobei zur Sicherstellung einer ungehinderten Ausdehnung des Reifenrohlings in die Reifenform bei gleichzeitig möglichst fester Abdeckung der Gürtelanordnung (4) die Fäden oder Korde der Abdecklage (5) in den beiden Schulterbereichen (8) des Reifens aus einem Material bestehen, welches im wesentlichen nicht dehnbar ist, und im zwischen den beiden Schulterbereichen (8) gelegenen mittleren Reifenbereich (11) aus einem Material, welches eine Reifendehnung um ein vorgebbares Maß unter den bei der Reifenherstellung vorliegenden Bedingungen zuläßt, einer darüber hinausgehenden Ausdehnung des Reifens aber einen möglichst großen Widerstand entgegensetzt.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Fahrzeugluftreifen mit einer an Wulstringen verankerten Karkasse, einem Laufstreifen, einer zwischen Karkasse und Laufstreifen vorgesehenen Gürtelanordnung aus mindestens zwei Schnittgürtellagen, deren als Festigkeitsträger dienende, in der jeweiligen Lage, parallel zueinander verlaufende Fäden oder Korde sich unter einem vorgebbaren Winkel zur Umfangsmittelebene kreuzen, und wenigstens einer die Gürtelanordnung umschließenden Abdecklage mit zumindest im wesentlichen in Reifenumfangsrichtung verlaufenden Fäden oder Korden.

Fahrzeugluftreifen der genannten Art werden üblicherweise unter Verwendung einer zylindrischen Trommel hergestellt, indem die einzelnen Reifenbestandteile wie Karkasse, Gürtellagen, Gürtelabdeckung und Laufstreifen nacheinander auf die Trommel gelegt werden. Nachdem auch die Wulstringe aufgebracht und die Karkasse um diese herumgeschlagen wurde, wird dann der Reifenrohling in die Reifenform hineinbombiert, in welcher das Reifenprofil ausgebildet und der Reifen vulkanisiert wird.

Um den Reifenrohling in die Reifenform hineinbombieren zu können, müssen die einzelnen Reifenbestandteile dehnbar sein, um ausgehend von der ebenen Anordnung auf der Trommel die gewölbte Form in der Reifenform annehmen zu können. Andererseits soll beim fertigen Reifen eine Ausdehnung des Reifens unter statischer oder dynamischer Belastung möglichst vermieden werden. Während die Gürtellagen aufgrund ihrer unter einem vorgebbaren Winkel zur Umfangsmittelebene gekreuzt angeordneten Korde eine Dehnung im erforderlichen Umfang zulassen, kann dies bei der Abdecklage mit ihren im wesentlichen in Reifenumfangsrichtung verlaufenden Korden nur durch geeignete Wahl des Kordmaterials erreicht werden. Hierbei ist aber zusätzlich zu berücksichtigen, daß die Abdecklage dazu dient, ein Ablösen der Gürtelanordnung zu verhindern. Trotz der zur Ausbildung des Reifens erforderlichen Dehnbarkeit muß die Abdecklage daher eine ausreichende Festigkeit aufweisen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Fahrzeugluftreifen der eingangs genannten Art anzugeben, welcher diese Anforderungen besonders gut erfüllt. Insbesondere soll eine möglichst ungehinderte Ausdehnung des Reifenrohlings in die Reifenform und gleichzeitig eine möglichst feste Abdeckung der Gürtelanordnung gewährleistet sein.

Diese Aufgabe wird bei einem solchen Reifen dadurch gelöst, daß die Fäden oder Korde der Abdecklage im Schulterbereich des Reifens aus einem Material bestehen, welches im wesentlichen nicht dehnbar ist und im zwischen den beiden Schulterbereichen gelegenen mittleren Reifenbereich aus einem Material, welches eine Reifendehnung um ein vorgebbares Maß unter den bei der Reifenherstellung vorliegenden Bedingungen zuläßt, einer darüber hinausgehenden Ausdehnung des Reifens aber einen möglichst großen Widerstand entgegensetzt.

Durch diese unterschiedliche Materialwahl für die Fäden oder Korde der Abdecklage im Schulterbereich einerseits und im mittleren Reifenbereich andererseits wird zum einen die zur Wölbung des Reifenrohlings und zur Ausbildung des Profils notwendige Ausdehnung des Reifens ermöglicht und werden andererseits die durch Ablöseerscheinungen besonders gefährdeten Schulterbereiche gefestigt. Die Verwendung eines im wesentlichen undehnbaren Kordmaterials in den Schulterbereichen ist deshalb möglich, weil hier die notwendige Reifendehnung sehr gering ist. Im mittleren Reifenbereich, wo eine beachtliche Reifendehnung erforderlich ist, wird dagegen durch geeignete Materialwahl eine größere Dehnung ermöglicht. Durch Einstellung der zulässigen Dehnung auf das bei der Reifenherstellung erforderliche Maß kann darüberhinaus eine Dehnung des fertigen Reifens weitgehend verhindert werden.

Als besonders geeignete Materialien haben sich Aramid für die Fäden oder Korde im Schulterbereich der Abdecklage und Rayon für die Fäden oder Korde der Abdecklage im mittleren Reifenbereich herausgestellt. Während Aramid nur eine sehr geringe Dehnbarkeit aufweist, erlaubt Rayon eine Dehnung bis zu einem bestimmten Grad, setzt einer darüberhinaus gehenden Dehnung aber eine große Rückhaltekraft entgegen. Der fertige Reifen wird dadurch besonders stabil.

Die Abdecklage kann in den Schulterbereichen des Reifens und/oder im mittleren Reifenbereich durch eine endlos gewickelte Streifenbandage, sogenanntes jointless band (JLB), gebildet sein. Die Abdecklage im mittleren Reifenbereich kann nach einer Ausgestaltung der Erfindung aber auch durch eine Vollbandage gebildet sein, deren Fäden oder Korde in Reifenumfangsrichtung (0°) verlaufen.

Die Abschnitte der Abdecklage in den Schulterbereichen und im mittleren Reifenbereich können jeweils entweder zueinander auf Stoß angeordnet sein oder einander überlappen. Bei Verwendung einer Streifenbandage sowohl für die beiden Schulterbereiche als auch für den mittleren Reifenbereich können die einzelnen Streifen unterschiedlichen Materials auch direkt aneinander anschließend um den Reifen gewickelt sein, das heißt, an das Ende des um den einen Schulterbereich gewickelten Streifens ist der Anfang des um die Reifenmitte gewickelten Streifens angesetzt und an dessen Ende der Anfang des um den zweiten Schulterbereich gewickelten Streifens. Auf diese Weise wird eine besonders gleichförmige Abdecklage erzielt, und die Reifeneigenschaften werden verbessert.

Die zulässige Dehnung der Abdecklage bei der Herstellung des Reifens kann durch die Wahl des Kordmaterials im Schulterbereich beispielsweise auf maximal ca. 0,1 bis 0,5%, insbesondere ca. 0,3% begrenzt sein, während im mittleren Reifenbereich durch die Wahl des Kordmaterials eine zulässige Dehnung bei der Herstellung beispielsweise im Bereich zwischen 2 bis 3%, insbesondere ca. 2,5 bis 2,7%, eingestellt wird. Mit dieser Wahl können besonders gute Reifeneigenschaften erzielt werden.

Diese Dehnungsverhältnisse können besonders vorteilhaft durch die Kombination von Aramid in den Schulterbereichen des Reifens und Rayon im mittleren Reifenbereich als Material für die Korde der Abdecklage eingestellt werden. Die Kraft-Dehnungs-Kurven von Aramid und Rayon stehen in einem hierfür günstigen Verhältnis zueinander. Das heißt, zur Dehnung des Gürtels mit Abdecklage bei der Ausformung des Reifens sind bei dieser Materialwahl im Schulterbereich und im mittleren Reifenbereich im wesentlichen gleich große Kräfte erforderlich, wodurch eine gleichförmige Ausformung und harmonische Reifeneigenschaften erreicht werden.

Als Material für die Fäden oder Korde der Schnittgürtellagen wird nach einer Ausgestaltung der Erfindung textiles Material, insbesondere Aramid verwendet. Hierdurch wird das Reifengewicht gering gehalten. In Verbindung mit Rayon für die Fäden oder Korde der Abdecklage im mittleren Reifenbereich ergibt sich ein besonders vorteilhafter Reifenaufbau mit hoher Festigkeit und geringem Gewicht. Durch die Verwendung von Rayon, welches keine Wärmeschrumpfung aufweist, wird hierbei sichergestellt, daß bei Erwärmung des Reifens keine Verformungen aufgrund des fehlenden Kompressionsmoduls von textilen Schnittgürtellagen auftreten.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Fahrzeugreifen,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer ersten Variante einer erfindungsgemäßen Gürtel- und Abdecklagenanordnung in gegenüber Fig. 1 verringertem Maßstab und

Fig. 3 eine zweite Variante einer erfindungsgemäßen Gürtel- und Abdecklagenanordnung in einer Fig. 2 entsprechenden Darstellung.

Der in Fig. 1 dargestellte Reifen weist eine an Wulstringen 1 verankerte Karkasse 2, einen Laufstreifen 3 und eine zwischen Karkasse 2 und Laufstreifen 3 vorgesehene Gürtelanordnung 4 aus zwei Gürtellagen auf, sowie eine die Gürtelanordnung umschließende Abdecklage 5. Die Wulstringe 1 sind jeweils mit einem Wulstkern 6 versehen, auf welchem ein Kernreiter 7 angeordnet ist.

Eine mögliche Ausgestaltung der Abdecklage 5 ist in Fig. 2 hervorgehoben. Hierbei wird die Abdecklage 5 in den beiden Schulterbereichen 8 durch je eine endlos gewickelte Streifenbandage 9 bzw. 10 und in dem dazwischen liegenden mittleren Reifenbereich 11 durch ein 0°-Vollbandage 12 gebildet. Die beiden Streifenbandagen 9 und 10 weisen bevorzugt Fäden oder Korde aus Aramid auf, während die 0°-Vollbandage 12 mit Fäden oder Korden aus Rayon versehen ist.

Die einzelnen Windungen der Streifenbandagen 9 und 10 können anders als in der schematischen Darstellung der Fig. 2 auch auf Stoß oder einander überlappend angeordnet sein. Ebenso können die beiden Streifenbandagen 9 und 10 jeweils mit der 0°-Vollbandage 12 auf Stoß angeordnet sein oder sich mit dieser überlappen, wobei wahlweise die Streifenbandagen 9 und 10 oder die 0°-Vollbandage 12 radial außen angeordnet sein können.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Variante ist neben den beiden Streifenbandagen 9 und 10 in den beiden Schulterbereichen 8 des Reifens auch im mittleren Reifenbereich 11 eine Streifenbandage 13 als Abdecklage 5 vorgesehen. Auch bei dieser Ausgestaltung können die einzelnen Windungen der Streifenbandagen 9 und 10 anders als dargestellt auf Stoß oder einander überlappend gewickelt sein. Ebenso können die einzelnen Windungen der im mittleren Reifenbereich 11 vorhandenen Streifenbandage 13 anders als dargestellt auf Stoß oder einander überlappend gewickelt sein.

Die der Streifenbandage 13 benachbarten Windungen der Streifenbandage 9 bzw. 10 können die benachbarten Windungen der Streifenbandage 13 jeweils überlappen oder von diesen überlappt werden oder mit diesen auf Stoß gewickelt sein. Es ist aber auch möglich, den Anfang der Streifenbandage 13 direkt an das zugewandte Ende der Streifenbandage 9 anzuschließen und den Anfang der Streifenbandage 10 unmittelbar an das Ende der Streifenbandage 13. Auf diese Weise entsteht eine besonders gleichförmige Abdecklage 5.

Die Fäden oder Korde der Streifenbandagen 9 und 10 bestehen auch bei dieser Variante bevorzugt aus Aramid, während die Fäden oder Korde der Streifenbandage 13 wiederum bevorzugt aus Rayon gebildet sind. Die Gürtelanordnung weist bei beiden Varianten bevorzugt Fäden oder Korde aus Aramid auf. Hierdurch wird eine besonders leichte und feste Gürtelanordnung erreicht.

Die Abdecklage 5 ist bevorzugt so ausgebildet, daß unter den bei der Reifenherstellung gegebenen Bedingungen, insbesondere dem üblichen Druck beim Bombieren von etwa 20 bar, in den beiden Schulterbereichen 8 des Reifens eine maximale Dehnung von ca. 0,1 bis 0,5%, insbesondere ca. 0,3% möglich ist, während im mittleren Reifenbereich 11 eine mögliche Dehnung im Bereich von 2 bis 3%, insbesondere ca. 2,5 bis 2,7% eingestellt ist. Durch diese Wahl ist die für das Hineinbombieren in die Reifenform erforderliche Dehnung des auf der zylindrischen Aufbautrommel aufgebauten Reifenrohlings im mittleren Reifenbereich 11 gewährleistet, während im Schulterbereich 8, wo praktisch keine Dehnung erforderlich ist, eine besonders feste Abdeckung der Gürtelanordnung 4 gegeben ist. Im mittleren Reifenbereich 11 wird durch diese Wahl zudem einer weiteren Dehnung entgegengewirkt, so daß beim fertigen Reifen auch im mittleren Reifenbereich 11 eine gute Festigkeit der Gürtelanordnung 4 gegeben ist.

Die Verwendung von Rayon für die Fäden oder Korde der Abdecklage 5 im mittleren Reifenbereich 11 in Verbindung mit einer Gürtelanordnung 4 aus Aramid verhindert wirksam Reifenverformungen bei einer Erwärmung des Reifens, da Rayon nicht wärmeschrumpfend ist und daher keine Kompressionskraft auf die Aramid-Gürtelanordnung 4 ausübt.

Die Bereiche der Abdecklage 5 mit Aramidfäden oder -korden können in allen Ausgestaltungen von ungefähr 10% bis zu etwa 35 bis 40% der Gürtellage überdecken. Der mittlere Reifenbereich erstreckt sich demnach über ca. 60 bis 90% der Gürtellage.

Insgesamt kann auf diese Weise ein Hochleistungsreifen verwirklicht werden, der sich insbesondere durch geringes Gewicht und hohe Stabilität auszeichnet.

Bezugszeichenliste

1 Wulstring

2 Karkasse

3 Laufstreifen

4 Gürtelanordnung

5 Abdecklage

6 Wulstkern

7 Kernreiter

8 Schulterbereich

9 Streifenbandage

10 Streifenbandage

11 mittlerer Reifenbereich

12 0°-Vollbandage

13 Streifenbandage


Anspruch[de]
  1. 1. Fahrzeugluftreifen mit einer an Wulstringen verankerten Karkasse, einem Laufstreifen, einer zwischen Karkasse und Laufstreifen vorgesehenen Gürtelanordnung aus mindestens zwei Schnittgürtellagen, deren als Festigkeitsträger dienende, in der jeweiligen Lage, parallel zueinander verlaufende Fäden oder Korde sich unter einem vorgebbaren Winkel zur Umfangsmittelebene kreuzen, und wenigstens einer die Gürtelanordnung umschließenden Abdecklage mit zumindest im wesentlichen in Reifenumfangsrichtung verlaufenden Fäden oder Korden, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden oder Korde der Abdecklage (5) in den beiden Schulterbereichen (8) des Reifens aus einem Material bestehen, welches im wesentlichen nicht dehnbar ist, und im zwischen den beiden Schulterbereichen gelegenen mittleren Reifenbereich (11) aus einem Material, welches eine Reifendehnung um ein vorgebbares Maß unter den bei der Reifenherstellung vorliegenden Bedingungen zuläßt, einer darüber hinausgehenden Ausdehnung des Reifens aber einen möglichst großen Widerstand entgegensetzt.
  2. 2. Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Abdecklage (5) in den Schulterbereichen (8) Fäden oder Korde aus Aramid und im mittleren Reifenbereich (11) aus Rayon verwendet werden.
  3. 3. Fahrzeugluftreifen nach Anspruche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Abdecklage (5) in den Schulterbereichen (8) eine endlos gewickelte Streifenbandage (9, 10), sogenanntes JLB, verwendet wird.
  4. 4. Fahrzeugluftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Abdecklage (5) im mittleren Reifenbereich (11) eine endlos gewickelte Streifenbandage (13), sogenanntes JLB, verwendet wird.
  5. 5. Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Abdecklage (5) im mittleren Reifenbereich (11) eine 0°-Vollbandage (12) verwendet wird.
  6. 6. Fahrzeugluftreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdecklage (5) in den beiden Schulterbereichen (8) des Reifens zur Abdecklage (5) im mittleren Reifenbereich (11) jeweils auf Stoß angeordnet ist.
  7. 7. Fahrzeugluftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdecklage (5) in den beiden Schulterbereichen (8) jeweils überlappend mit der Abdecklage (5) im mittleren Reifenbereich (11) verläuft.
  8. 8. Fahrzeugluftreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdecklage (5) im Schulterbereich (8) eine Dehnbarkeit von maximal ca. 0,1 bis 0,5%, insbesondere ca. 0,3%, aufweist und im mittleren Reifenbereich (11) eine Dehnbarkeit im Bereich von 2 bis 3%, insbesondere ca. 2,5 bis 2,7%.
  9. 9. Fahrzeugluftreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für die Schnittgürtellagen (4) Fäden oder Korde aus textilem Material, insbesondere aus Aramid, verwendet werden.






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