RADIAL TYRE AND MANUFACTURING METHOD

Abstract: In this tyre having a toroidally bulged radial carcass, the annular belt is comprised for example of a plurality of closed rings or bands arranged coaxially side to side in a peripheral common cylindrical surface and extending in the running direction of the tyre. The belt is so formed that it extends under the influence of the air pressure of the inflated tyre and of the elastic material of the tyre in a peripheral direction to an extent which corresponds to the flattening degree of the tyre in the ground contact surface area. Thereby, deformations of the belt and of the tyre material in the ground contact surface which increase the running resistance are eliminated.

Description: Gürtelreifen und Verfahren zum Herstellen desselben Die Erfindung betrifft einen Gürtelreifen mit einem eine Lauffläche und seitliche Flanken aufweisenden torusförmig gewölbten Karkassenkörper mit vorzugsweise quer zur Laufrichtung des Reifens angeordneten Verstärkungseinlagen und mit einer sich zwischen zwei seitlichen Schultern in Laufrichtung erstreckenden ringförmigen Gürtellage. Ausserdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen derartiger Gürtelreifen in einer Vulkanisier- oder Giessform. Bei der herkömmlichen Konstruktion von Gürtelreifen besteht die Gürtellage aus einem in mehreren Lagen übereinander angeordneten Cordgewebematerial, vorzugsweise aus dünnem Stahlfaden, wobei,bedingt durch den Gewebecharakter, ein relativ hoher Anteil des eingesetzten Materials auf querverlaufende Fäden entfällt. Das in mehreren Lagen übereinander angeordnete Cordgewebe wird schliesslich mit Kautschuk- bzw Gummimaterial ummantelt,so dass sich insgesamt eine unverhältnismässig grosse Querschnittsdicke der mehrschichtigen Gürtel lage ergibt, von der der grösste Teil auf das statischdynamisch nicht wirksame Kautschuk- bzw. Gummimaterial entfällt. Immerhin entsteht' durch die formschlüssige und weitgehend auch kraftschlüssige Einbettung der einzelnen Cordfäden insgesamt eine Gürtelkonstruktion, die während der für Reifen typischen Betriebsbedingungen im Verhältnis zu den Eigenschaften des einzelnen hochflexiblen Stahl fadens ein unverhältnismässig hohes Trägheitsmoment entwickelt. Bei einem weiteren bekannten Gürtelreifen (DE-OS 23 55 489) bestehen die im Laufflächenbereich eingebetteten, als Gürtel lage dienenden Versteifungseinlagen aus einem Band aus einem hochfesten homogenen Werkstoff, das zu einem endlosen Ring mit geschlossenen Seitenkanten ausgebildet ist, der über seinen gesamten Umfang mit gegeneinander abgeschlossenen Durchbrechungen versehen ist. Die Durchbrechungen sind in mehreren über die axiale Breite des Bandes aufeinanderfolgenden Reihen nebeneinander angeordnet. Hierdurch soll eine einfach herzustellende gürtelartige Versteifungseinlage mit vergleichsweise geringem Materialaufwand und ohne wesentliche Gewichtszunahme bei Erhaltung der durchgehenden haftenden Bindung zwischen dem Karkassenteil und den auf die Gürtellage aufgebrachten Lauf flächen- teilen des Reifens erreicht werden. Ein Gürtelreifen mit einer derartigen Versteifungseinlage kann sich jedoch den Fahrbahnunebenheiten, insbesondere beim Überfahren von Querwellen, in seiner Querrichtung nicht ausreichend anpassen. Er ist' ausserdem mindestens um den Anteil der statisch-dynamisch nicht benötigten Verbindungsquerrippen unnötig schwerer. Ein weiterer wesentlicher Nachteil besteht darin, dass die Gürtellage in dieser Form völlig starr und daher nicht imstande ist, die in begrenztem Umfang notwendigen Dehn- bzw. Stauchbewegungen in Umfangsrichtung auszuführen. Es ist zwar weiterhin ein Gürtelreifen für Fahrzeuge bekannt (DE-OS 27 22 923), bei dem der Gürtel zur Laufflächenstabilisierung mehrere getrennte koaxiale Bänder aufweist, die axial voneinander durch-Bereiche getrennt sind, die bei seitlichen Kräften auf die Lauffläche eine lokale Laufflächendeformation zulassen. Hierdurch soll ein Reifen geschaffen werden, der insbesondere bei Querkräften einen besseren Bodenkontakt der Lauffläche besitzt. Bei diesem bekannten Reifen besteht jedes der koaxial nebeneinander angeordneten Bänder oder Ringe aus feinen Stahlcordfäden, so dass flexible, aber in Umfangsrichtung des Reifens im wesentlichen undehnbare Bänder gebildet werden, die nach dem dem Cordfaden typischen Strecken eine radiale Grössenzunahme des belasteten Reifens begrenzen. Von drei nebeneinander angeordneten Bändern weisen die beiden äusseren Bänder jeweils ein in der Nähe der jeweiligen Reifenschulter um 1800 gefaltetes Band auf, während das mittlere Band aus zwei parallelen, übereinanderliegenden Drahtlagen besteht und keine Faltung besitzt. Wenn auch durch eine derartige Ausgestaltung der Versteifungseinlagen des Reifens bereits eine Anpassung der einzelnen Ringe der Gürtellage beim Überfahren von Fahrbahnunebenheiten erreicht wird, so haben diese bekannten Gürtel lagen bzw. Bänder aus feinen Stahlcordfäden doch eine verhältnismässig grosse Gesamtquerschnittsdicke, wodurch sich ein hohes Trägheitsmoment ergibt und die Abrolleigenschaften und insbesondere der Rollwiderstand des Reifens nachteilig beeinflusst werden. Ausserdem haben die notwendigen Querfäden nur konstruktive, aber keine tragende, die Leistung beeinflussende Funktion. Sie verursachen Kosten und Gewicht, sind also von Nachteil. Im übrigen ist diese Ausführungsform nicht für die Verwendung bei Giessreifen geeignet. Bei allen bekannten Gürtelreifen liegt ein weiteres Problem darin, dass das elastische Reifenmaterial im Bereich der Schulter beim Fahren wesentlich stärker als im mittleren Bereich der Lauffläche beansprucht wird, weil die ständig ihre Position wechselnde Abplattung des Reifens im Schulterbereich sowohl in Laufrichtung als auch quer dazu Verformungen hervorruft. Diese hohe Belastung der Reifenschultern führt zu Temperaturerhöhungen, die örtlich bis zu 0 100 C und mehr führen können, so dass der Gummi des Reifens in diesen Bereichen zerstört wird und sich von den Schulterbereichen ausgehend vom Gürtel abzulösen beginnt. Der die Karkasse im Bereich der Lauffläche abstützende Gürtel kann die Reifenschulter nicht ausreichend abstützen, da die Gürtelränder den aus dem Laufflächenbereich in die Flanken übergehenden Reifenschultern nicht folgen können (vgl. hierzu DE-OS 31 39 770 sowie DE-OS 27 15 724). Bei allen vorbekannten Gürtelreifen ergibt sich ein weiteres Problem der Beanspruchung und erhöhten Erwärmung dadurch, dass die Gürteleinlage im Bereich der durch Abplattung gebildeten Aufstandsfläche gestaucht wird. Dadurch ergeben sich nicht nur unkontrollierbare Verformungen im Aufstandsbereich des Gürtelreifens, sondern auch ein verhältnismässig hoher Rollwiderstand des laufenden Reifens. Dies führt wiederum zu verstärkter Erwärmung und damit erhöhtem Verschleiss. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Gürtelreifen der eingangs genannten Gattung so zu verbessern, dass der Verformungswiderstand der Gürteleinlage und damit der Rollwiderstand des laufenden Reifens unter besonderer Berücksichtigung der hoch elastischen Schultern deutlich verringert wird und dementsprechend der Gürtelreifen laufaktiver ist und sich im Betrieb nicht so stark wie bisher erwärmt. Die Umfangstörung durch die Abplattung des Reifens soll weitgehend auf die Aufstandsfläche beschränkt bleiben, so dass sich störende Rollwülste, stehende Wellen und eine Vergrösserung des Radius im nicht belasteten Umfangsteil weitgehend vermeiden lassen. Die Gürteleinlage und die sie umgebende Gummischicht sollen gemäss dem idealen Funktionsprinzip des pneumatischen Systems möglichst nur so unter Zugspannungen betrieben werden, dass kaum schädliche Druckspannungen in diesem System auftreten. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss bei einem Reifen der eingangs genannten Gattung mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teiles des Hauptanspruches gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung und ein Verfahren zum Herstellen derartiger Gürtelreifen sind Gegenstand der Unter ansprüche Gemäss der Erfindung werden die die Gürteleinlage bildenden Gdrtelelemente im Reifen so unter Zugspannung gesetzt, dass sie bei der sich im Aufstandsbereich des Reifens ergebenden Abplattung nur höchstens bis in den spannungslosen Zustand zurückgestellt werden, so dass die Gürtelelemente im Betrieb im allgemeinen nicht gestaucht werden können. Die Gürteleinlage ist bei aufgeblasenem Gürtel- reifen so gestreckt, dass in Umfangsrichtung keine Dehnbewegungen mehr möglich sind. Das die Gürteleinlage umgebende Gummimaterial des Reifens steht aufgrund der Streckung der Gürteleinlage ebenfalls unter Zucspannung. Im Bereich der Abplattung werden dementsprechend nicht nur die Gürtelelemente, sondern auch das dieselben umgebende Gurmnima- terial mehr oder weniger stark in den ursprünglichen spannungsfreien Zustand zurückgestellt, so dass die Gürteleinlage im Bereich der Abplattung nicht den Verformungswiderstand des Gummis überwinden muss. Durch diese Art der Verformung ergibt sich eine deutliche Verringerung des Rollwiderstandes des Gürtelreifens im Betrieb. Die Verminderung des Rollwiderstandes kann noch dadurch verstärkt werden, dass die Gürtelelemente mit ihrem seitlichen Profil so hergestellt werden, wie dies der später im Abplattungsbereich auftretenden Rückformung (spannungslos) etwa entspricht. Auch in diesem Falle bewirkt der Betriebsdruck des Gürtelreifens die gewünschte Streckung oder Dehnung der Gürteleinlage sowie des diese umgebenden Gummimaterials des Laufstreifens. Der sowieso erforderliche Betriebsdruck im Reifen wird also zusätzlich genutzt, um den Rollwiderstand zu verringern. Durch die Erfindung wird der Rollwiderstand des Reifens durch Reduzierung der Staucharbeit im Abplattungsbereich dadurch verringert, dass die verformbaren Komponenten des Reifens, d.h. die Gürtelelemente und das Gummimaterial, "Rfickformungsaufgaben" erhalten, die der Grösse der im Abplattungsbereich des Reifens durch den Betriebsdruck erzeugten Material-Vorspannung entsprechen. Dadurch werden unkontrollierbare Materialverformungen, die zu Verzerrungen der Lauffläche des Reifens führen, vermieden. Der Rollwiderstand des Gürtelreifens wird weiterhin dadurch verringert, dass im Bereich zwischen jeder Schulter und jeder Flanke jeweils wenigstens eine weitere ringförmige Gürteleinlage vorgesehen ist. Diese zusätzliche Gürteleinlage kann aus einem oder auch mehreren Ringen aus Drahtmaterial, Kunststoffsträngen und dergleichen bestehen. Durch die Anordnung einer zusätzlichen ringförmigen Gürteleinlage im Schulterbereich und somit ausserhalb des durch die Abplattung der Lauffläche bedingten Verformungsbereiches braucht diese als "Schultergürtel" zu bezeichnende Gürteleinlage im wesentlichen nur Zugkräfte aufgrund der Zentrifugalwirkung aufzunehmen, weil eine Längenanpassung in Umfangsrichtung durch Materialstauchung nicht notwendig ist. Die aufzunehmenden Zugkräfte sind an jeder Stelle des Schultergürtels praktisch gleich gross. Durch seine Anordnung zwischen Schulter und Flanke unterliegt er nur geringfügiger Ausbiegungen entsprechend der jeweiligen Ausbeulung der Karkasse. In seiner höhenneutralen Lage bewirkt er weder eine Versteifung des Gürtels noch der Reifenflanke. Hingegen bewirkt der Schultergürtel eine Abstützung des Schulterbereiches und verhindert somit Überbelastungen und insbesondere Überhitzungen des Schulterbereiches, so dass die Gefahr von Ablösungen des Gürtels mit einfachen Mitteln wirksam behoben ist. Der erfindungsgemässe Reifen läuft kühler und weicher, so dass der Verschleiss verringert und der Fahrkomfort verbesseftwird. Die Schultergürtel sind beispielsweise am Material des Reifens nicht haftende, sondern gegenüber diesem Material gleitende Stützkörper aus ausreichend zugfestem und nicht dehnbarem Material ausgebildet. Sie sind in einer Höhe im Reifen im Bereich der Reifenschulter angeordnet, die sowohl bei unbelastetem als auch bei abgeplattetem Reifen etwa gleich ist. Somit unterliegen diese Schultergürtel in ihrer Position zwischen dem Gürtel und den Flanken des Reifens so gut wie keinen Verformungen durch die Abplattung des Reifens und können in Folge ihrer reibungsarmen Lagerung ihre abstützende Funktion der Reifenschulter erfüllen, ohne dass es zu ungünstigen Belastungen in dem sich nicht so stark erwärmenden Schulterbereich des Reifens kommt. Die tatsächlich auftretenden geringfügigen Verformungen gleichen die Schultergürtel über ihren gesamten Umfang problemlos aus. Durch die besondere Ausbildung des Gürtels des erfindungsgemässen Reifens können sich die in einer Ebene nebeneinander liegenden Gürtelteile bzw. Gürtelringe beim Überfahren von Unebenheiten und anderen Geländeformen relativ frei gegeneinander sowie dem Laufstreifenmaterial bewegen, verleihen dem Gürtelreifen aber dennoch eine hohe Quersteifigkeit, wobei nur ein vergleichsweise geringer Rollwiderstand auftritt und beim Herstellen derartiger Gürtelreifen Material gespart werden kann. Durch die Erfindung ergibt sich eine besonders flexible Ausbildung der Gürtellage, die sich allen vorkommenden Fahrbahnverhältnissen ohne weiteres leicht anpassen kann und aufgrund ihrer in einer gemeinsamen Ebene in sehr geringer Dicke angeordneten Gürtelelemente auch einen besonders geringen Rollwiderstand aufweist, was zusammen mit der durch die Erfindung ermöglichten leichten Bauweise einerseits zu besonders guten Fahreigenschaften, andererseits aber auch zu einer beträchtlichen Materialund Kostenersparnis bei der Herstellung derartiger Gürtelreifen führt. Eine wichtige Voraussetzung hierfür ist, dass das gesamte eingesetzte Gürtelmaterial ausschliesslich nur zur Aufnahme der entstehenden Ringzugkräfte eingesetzt wird. Der sonst übliche Materialaufwand für Querfäden, Querrippen usw. entfällt völlig, da deren Funktion ja ohnehin schon durch die radialen Cordfadenschlingen der Karkasse ausgeübt wird. Aufgrund der Ausbildung der Gürtellage in einer einzigen gemeinsamen Umfangsebene mit geringstmöglicher Querschnittsdicke sind derartige Reifen insbesondere für hohe Geschwindigkeiten geeignet, da durch die Reduzierung der inneren Bewegungs-Verformungswiders tände zwangsläufig auch di e die Eigenwärmeentwicklung im Laufflächenbereich ge- senkt wird und die Reifen insgesamt kühler laufen. Durch die flach gestreckte Anordnung der Gürtelringe wird nämlich erreicht, dass bei gleichem Durchmesser der Gürtellage die ständige Abflachung des Laufstreifens auf der Fahrbahn eine geringere Energie erfordert als bei den bekannten konvex geformten Gürtelkonstruktionen. Für die Ringe oder Bänder der Gürtellage können alle geeigneten Materialien, insbesondere hochzugfeste Stahllegierungen, aber auch Kohlenstoffaser oder dergleichen verwendet werden. Ein besonders genau definiertes Abrollverhalten derartiger Gürtelreifen kann durch das Merkmal des Anspruches 7 erreicht werden, während durch den Anspruch 8 den unterschiedlichen Belastungen derartiger Gürtelreifen über die Breite des Laufflächenstreifens ohne besondere Schwierigkeiten Rechnung getragen werden kann. Durch den Anspruch 9 kann Beschädigungen des die Bänder oder Ringe der Gürtellage umgebenden Gummi- bzw. Kunststoffmaterials selbst bei extremen Belastungen vorgebeugt werden. Bei Gürtelreifen, bei denen die Ringe der Gürtellage oberhalb bzw. ausserhalb des als Festigkeitsträger dienenden Karkassenkörpers angeordnet sind, wird durch den Anspruch 10 in besonders vorteilhafter Weise die Anpassung an die beim Abrollen ständig wechselnden Belastungen erreicht. Dabei können die einzelnen Ringe der Gürtellage ein entsprechend Anspruch 11 gestaltetes Profil haben und gemäss Anspruch 12 jeweils quer zur Laufrichtung des Reifens symmetrisch bzw. völlig kongruent nebeneinander angeordnet sein, so dass sich keine einander entgegenwirkende Verformungen in den engen Bereich der Gürtelringlage mit der Gefahr örtlicher Überlastung der Gummihülle ergeben können. Um eine zu starke Erwärmung des Reifenkörpers durch die beim Abrollen des Reifens, insbesondere unter hohen Fahrgeschwindigkeiten, permanent auftretenden Stauch- und Dehnbewegungen der Gürtellagen zu vermeiden, können gemäss Anspruch 13 die oberhalb bzw. ausserhalb des Karkassenkörpers angeordneten Ringe der Gürtellage vorzugsweise in einer dünnen Hülle aus z.B. einem Kautschukgemisch (Scherkautschuk) oder ähnlichem gelagert sein, das an der Ringoberfläche fest haftet und zumindest in Reifenumfangsrichtung einen hohen Elastizitätsmodul hat. Eine punktgenaue Anordnung der Ringe der Gürtellage gegen über dem innenliegenden Karkassenkörper wird durch den Anspruch 14 auch für Giessreifen aus Kunststoff oder aus einem anderen geeigneten giessfähigen Material erzielt. Ausserdem kann die Erfindung aber auch bei einem Gürtelreifen vorteilhaft angewendet werden, bei dem gemäss Anspruch 15'-die Ringe der Gürtellage innerhalb des als Festigkeitsträger dienenden Karkassenkörpers angeordnet und vorzugsweise glatt oder unprofiliert ausgebildet sind. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung sind die Ringe zweckmässig formschlüssig gleitend in einem sie umhüllenden Gummi- bzw. Kunststoffmantel eingebettet, können aber auch mit einem gleitfähigen Kunststoffmaterial wie Polytetrafluorethylen oder dergleichen beschichtet sein, um die Gleiteigenschaften gegenüber dem Reifenkörper noch zu verbessern. Hierdurch kann die energiezehrende permanente Stauchbewegung des Gürtels oberhalb der Bodenaufstandsfläche umgangen werden. Durch die im Anspruch 21 gekennzeichnete Herstellungsweise derartiger Gürtelreifen wird im übrigen eine besonders genaue Anordnung der die Gürtellage bildenden Ringe oder Bänder am Reifenkörper erreicht, wie dies bei der weiter oben beschriebenen bekannten Herstellung von Gurtellagen nicht möglich ist. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargetellt. Es zeigen Fig. 1 einen teilweise aufgeschnittenen Gürtelreifen in perspektivischer Ansicht, Fig. 2 einen Teilschnitt durch den Reifen gemäss Schnitt linie II - II von Fig. 1, Fig. 3 einen weiteren Teilschnitt durch den Gürtelreifen gemäss Schnittlinie III - III von Fig. 2, Fig. 4 einen Schnitt durch einen Ring der Gürtellage der artiger Reifen gemäss Schnittlinie IV- IV von Fig. 2, Fig. 5 einen Schnitt gemäss Schnittlinie IV - IV von Fig. 2 durch einen Ring mit einem etwas anderen Ring querschnitt, Fig. 6 einen Schnitt durch eine Nebeneinanderanordnung mehrerer derartiger Ringe entsprechend Schnitt linie IV- IV von Fig. 2, Fig. 7 einen gegenüber Fig. 2 vergrösserten Teilschnitt durch die Ringanordnung von Fig. 6 bei einem Gürtel reifen von Fig. 1 bis 3i Fig. 8 einen gewellten Ring für einen Gürtelreifen nach Fig. 1 bis 3, Fig. 9 einen in Reif enumfangsrichtung zickzackförmig aus gebildeten Ring ,für einen derartigen Gürtelreifen, Fig. 10 einen abwechselnd nach aussen gewölbten und da zwischen jeweils gestreckt ausgebildeten Ring für einen derartigen Gürtelreifen, Fig. 11 noch einen Ring mit unmittelbar aufeinanderfolgen den, nach aussen gerichteten Wellungen für einen derartigen Gürtelreifen, Fig. 12 eine gegenüber Fig. 1 bis 3 abgewandelte Aus führungsform eines derartigen Gürtelreifens, bei dem die Ringe oder Bänder der Gürtellage nicht an der Aussenseite, sondern im Inneren der Karkasse angeordnet sind, und Fig. 13 einen Teilschnitt durch diese Ausführungsform gemäss Schnittlinie XIII - XIII von Fig. 12, während Fig. 14 eine Vorrichtung zum seitlichen Fixieren der die Gürtellage des Reifens bildenden Ringe oder Bänder in einer schematischen Teil-Seitenansicht, Fig. 15 einen Schnitt durch diese Vorrichtung gemäss Schnittlinie XV - XV von Fig. 14, Fig. 16 eine perspektivische Teilansicht der Vorrichtung von Fig. 14 und 15, Fig.17 eine schematische Darstellung eines Schulterbe reiches des erfindungsgemässen Ringgürtels, woraus die Anordnung eines Schultergürtels und dessen Verlagerung unter Belastung des Reifens zu erkennen ist, Schnitt Fig. 18 eine schematische darstellung des Laufflächen bereiches einer abgewandelten Ausführungsform des erfindungsgemässen Gürtelreifens mit besonders ge stalteten Profilrillen und Fig. 19 eine schematische Darstellung eines Gürtelelementes im Aufstandsbereich. Bei den in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispielen von Fahrzeugreifen handelt es sich um Gürtelreifen 1 mit einem torusförmig gewölbten Karkassenkörper 2, der aus vorzugsweise quer zur Laufrichtung des Reifens angeordneten Verstärkungseinlagen 3 besteht, und mit einer sich in Laufrichtung erstreckenden ringförmigen Gürtellage 4. Die Verstärkungseinlagen 3 bestehen zweckmässig aus mindestens einem Cord- oder Drahtfaden, der in ganz oder teilweise fortlaufenden Fadenschlingen mit nebeneinanderliegenden Schlingenabschnitten um Halteringe oder Wulstkerne 3a, 3b am Reifeninnenumfang herum- und am gesamten Reifenumfang in torusförmigen Umfangs ebenen über die Flanken und den Zenit des Karkassenquerschnittes hin- und hergeführt ist, wie dies im einzelnen in der Patentanmeldung P 33 03 595.4 offenbart ist. Wie in Fig. 1 bis 3 weiterhin zu erkennen ist, besteht bei derartigen Gürtelreifen die Gürtellage 4 aus mehreren, in einer einzigen, im Querschnitt im wesentlichen zylindrischen gemeinsamen Umfangsebene in gegenseitigem Abstand koaxial und parallel nebeneinander angeordneten geschlossenen Ringen oder Bändern 5 mit parallelen Innenund Aussenumfangsflächen 5a, 5b und glatten Rändern oder Kanten 5c, 5d, deren monolithische Struktur eine gleichbleibende Querschnittsform und Dimensionssteifigkeit innerhalb des Reifens sicherstellt. Das für die Bildung des Gürtels 4 benötigte Ring- oder Bandmaterial ist dabei ausschliesslich koaxial und im Querschnitt vorzugsweise flach gestreckt in einer einzigen Gürtellage in geringstmöglicher Querschnittsdicke 5e über die gesamte Breite des Gürtels derart nebeneinander angeordnet, dass die Summe der Volumina aller im Reifenquerschnitt ohne jede Querverbindungen im Abstand parallel nebeneinander angeordnetqn Gürtelringe 5 exakt dem Gesamtvolumen des Gürteijn#terials entspricht und die konstruktiv vorgeSgeb é¯Position des GürtelmÅaterials durch die maRgfate Ringform genau eingehalten wird. -- Zwischen den einzelnen Ringen oder Bändern 5 bzw. zwischen den Teilquerschnittsflächen, die, wie beispielsweise in Fig. 4, 5 und 6 gezeigt ist, einen im wesentlichen flachen rechteckförmigen Querschnitt von einer Breite 5f haben, sind ausserdem jeweils ausreichend breite und völlig ungestörte Haftungszonen oder Haftungsflächen bzw. Haftungsbereiche 6 zu den aussenliegenden Reifenteilen, wie Laufflächenstreifen 7 und Reifenschultern 8, hin vorhanden. Diese Haftungsbereiche werden in geeigneter Weise herkömmlich mit Kautschukmaterial oder beim Giessverfahren mit Kunststoffmaterial so ausgefüllt, dass ein homogener und kraftschlüssiger Verbund zwischen den unterhalb und oberhalb der Gürtellage befindlichen elastischen Reifenteilen vorhanden ist. Die Ringe 5 können in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung aus vorgerecktem Bandmaterial wie hochzugfester Stahl, Kunststoff oder mit Kohlenstoffasern verstärktes Kunststoffmaterial bestehen. Die Gürtellage 4 kann symmetrisch bzw. derart kongruent oder deckungsgleich nebeneinander angeordnet sein, dass jeweils alle parallelen Ringe 5 ihren Wellenkopf und ihr Wellental bzw. den dazwischen liegenden Abschnitt jeweils in einer gemeinsamen Ebene quer zur Laufrichtung des Reifens 1 haben. Die oberhalb bzw. ausserhalb des Karkassenkörpers 2 angeordneten Ringe 5 sind dabei vorzugsweise in einer dünnen Hülle 9 aus einem an der Ringoberfläche fest haftenden, jedoch äusserst zähen Kautschukgemisch (Scherkautschuk) odey#hnlichem gelagert (Fig. 6 und 7), das zumindest in Reife##an##ichtung einen hohen Elastizitätsmodul hat und dadurch inm###ist, die ständigen Verformungen der Ringe 5 beim Abrollen Mcs Reifens 1 auf der Fahrbahn ohne Beschädigung des Reifenmaterials aufzunehmen. Die Ringe 5 der Gürtellage 4 bzw. die sie umhüllende dünne Kautschukmischung 9 liegen aufgrund ihrer Profilierung jeweils punktartig oder linienförmig am Umfang des Karkassenkörpers 2 an und können im einzelnen so ausgestaltet sind, wie dies in Fig. 8 bis 11 gezeigt ist. Dabei ist es aber auch möglich, die umhüllende Kautschukmischung 9 an ihrem inneren und äusseren Durchmesser glatt verlaufend auszubilden, so dass sowohl innen und aussen, aber auch zwischen den Ringen 5 glatte Anschlüsse für die angrenzenden Reifenteile möglich sind. Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1 bis 3 können die Ringe 5 der Gürtellage 4 aber auch, wie dies bei dem abgewandelten Ausführungsbeispiel von Fig. 12 bis 14 gezeigt ist, innerhalb des als Festigkeitsträger dienenden Karkassenkörpers 2 angeordnet sein. Die Ringe 5 sind dabei vorzugsweise glatt und unprofiliert ausgebildet und können in einen sie umhüllenden Gummis bzw. Kunststoffmantel 10 formschlüssig gleitend eingebettet sein, wobei die Gleiteigenschaften der Ringe 5 noch dadurch verbessert werden können, dass die Ringe mit einem gleitfähigen Kunststoffmaterial, wie Polytetrafluorethylen oder dergleichen, beschichtet sind. In Fig. 14 bis 16 ist sodann noch ein Verfahren zum Herstellen der in Fig. 1 bis 13 gezeigten Gürtelreifen dargestellt. Bei diesem Herstellungsverfahren werden die die einzige Gürtellage des Reifens bildenden Ringe oder Bänder 5 in einer Vulkanisier- oder Giessform mit einem Formkern 11 gegen seitliche Verlagerung gesichert, indem die Ringe oder Bänder 5, je nachdem, ob die Herstellung aus Gummimaterial in einer Vulkanisierform oder aus einem geeigneten verschleissfesten und dauerhaften giessfähigen Kunststoffmaterial in einer Giessform erfolgt, durch dünne Führungsnadein 12 gegen seitliche Verlagerung geschützt werden. Die Führungsnadeln 12 sind aus dem Kern 11 der Vulkanisieroder Giessform im wesentlichen radial nach aussen ausfahrbar und halten jeden Ring oder jedes Band 5 der Gürtellage durch seitliche Anlage an mehreren Umfangsstellen gegen ein seitliches Verrutschen in der Form jeweils beidseitig fest. In Fig. 14 und 15 ist die Anordnung und Verwendung derartiger dünner Führungsnadeln 12 in Verbindung mit der Reifeninnenform zur sicheren seitlichen Fixierung während des Hersteliungsprozesses dargestellt. Die Führungsnadeln 12 werden durch die seitliche Eigensteifigkeit der Gürtelringe 5 nur in grösseren Abständen am Ringumfang benötigt und können während der Demontage bzw. vor dem Herausnehmen des fertigen Reifens aus der Vulkanisier- oder Giessform so in den Kern 11 der festen Innenform zurückgezogen werden, dass ein unbehindertes Arbeiten an der Form möglich ist. Im übrigen ist es zweckmässig, für das Giessen derartiger Gürtelreifen aus einer geeigneten giessfähigen Kunststoffmasse den Formkern 11 mit rippenartigen Profilen 13 zu versehen, an denen die gewellten oder zickzackförmig oder in anderer Weise geformten Bänder oder Ringe 5 jeweils punktartig zur Auf lage kommen, wie dies in Fig. 16 gezeigt ist. In Fig. 17 ist gezeigt, dass im Übergangsbereich zwischen Reifenschulter 8 und Reifenflanke 14 jeweils wenigstens ein als Schultergürtel zu bezeichnender Ring 15 in das Reifenmaterial eingebettet ist, der aus hoch zugfestem Material wie beispielsweise Draht besteht und sich relativ zum Reifenmaterial verschieben kann. Fig. 17 zeigt die Ringe 15 in zwei verschiedenen Positionen, nämlich in vollen Linien in der Position bei unbelastetem Reifen und in gestrichelten Linien in der Position bei unter normaler Reifenabplattung seitlich ausgebeulter Reifenflanke 14. Es ist erkennbar, dass die Ringe 15 ihre Höhenlage gegenüber der in der Zeichnung nicht dargestellten Drehachse des Reifens praktisch nicht verändern, wenn der Reifen im Bereich seiner Auflage auf der Fahrbahn abgeplattet wird und die Flanken 14 dementsprechend sich aus beulen. Die zur Abstützung der Schulter 8 als Schultergürtel wirkenden Ringe 15 befinden sich somit in einer mehr oder weniger neutralen Position und behindern daher trotz ihrer Stützfunktion die Bewegbarkeit des Gürtelreifens nicht. Aus Fig. 18 ist erkennbar, dass zur Steigerung der Flexibilität des Gürtels 4 in der Lauffläche 7 besonders ausgeprägte Profilrillen 16 vorgesehen sind, die sich in Laufrichtung bzw. Umfangsrichtung des Gürteireifens 1 erstrecken und bis auf die verhältnismässig weich-elastische Hülle 9 reichen, in welche die Gürteiringe 5 eingebettet sind. Die Profilrillen 16 sind dabei so angeordnet, dass sie sich im Bereich der einzelnen Gürtelringe 5 befinden, während im Bereich zwischen benachbarten Gürtelringen 5 Laufstreifen 17 die Lauffläche bilden. Die Profilrillen 16 können durch in der Zeichnung nicht dargestellte Querrillen untereinander verbunden sein. Bei dieser Ausführungsform verteilt sich das Material der Lauffläche bzw. des Laufstreifens 7 mit den üblichen Querrillen auf die Räume zwischen den Gürtelringen 5. Die in einer besonders elastischen Gummischicht 9 eingebetteten Gürtelringe 5 werden somit in ihrer Bewegbarkeit nicht von dem verhältnismässig dicken und zähen Laufstreifenmaterial behindert und behalten ihr extrem niedriges Trägheitsmoment. Die Dicke der Laufstreifen 17 bzw. die Tiefe der Profilrillen 16 beträgt beispielsweise 8 mm bei einer Dicke von 3 bis 5 mm der Gürtellage 4 und Karkasse 2. Somit kommen Defekte verursachende Gegenstände wie Nägel und ähnliches kaum mit der weich-elastischen Hülle 9 in Kontakt. Dementsprechend sind Beschädigungen dieser Hülle 9 im normalen Betrieb nicht zu befürchten. Aus Fig. 19 ist erkennbar, dass das als Gürteleinlage dienende Band 5 als in Längsrichtung dehnbarer Körper ausgebildet ist, der beim Aufblasen des Reifens aus der in strichpunktierten Linien angedeuteten spannungslosen Position in die in vollen Linien dargestellte vorgespannte Position aufgeweitet wird. Die Aufweitung führt dazu, dass das Band 5 auf einem Kreis mit erhöhtem Durchmesser liegt. Sie ist so ausgewählt, dass das als Gürtel dienende Band 5 in der Mitte der Aufstandsfläche 20 durch die Abplattung des Gürtelreifens bis auf die Kreislinie rückgeformt wird, welche das Band im spannungslosen Zustand einnehmen wurde. Dadurch wird im Abplattungsbereich das Band 5 nur bis in den spannungslosen Zustand entspannt, nicht aber gestaucht. Obwohl die Erfindung vorstehend anhand von Reifen mit einer aus ringförmigen Bändern oder Streifen aus mehr oder weniger festem Material wie Metall oder Kunststoff bestehenden Gürteleinlage beschrieben worden ist, kann man auch Reifen mit einem Cord-Gürtel in gleicher Weise "vorspannen" bzw. vorverformen, damit die Gürteleinlage beim Abplatten des Reifens im Aufstandsbereich sich normalerweise nur bis in ihren spannungslosen Zustand rückverformt und das Gummimaterial sich bis in seinen entspannten Zustand zusammenzieht, so dass den Rollwiderstand des Reifens erhöhende Stauchungen der Gürteleinlage und des Gummimaterials nicht auftreten.

Claims: PATENTANSPRUCHE: 1.) Gürtelreifen mit einem eine radiale Lauffläche und zu beiden Seiten derselben angeordnete Flanken auf weisenden torusförmig gewölbten Karkassenkörper, der eine - vorzugsweise quer zur Laufrichtung des Reifens sich erstreckende - Verstärkungseinlage und zwischen zwei jeweils am Übergang von der Lauffläche zu den Flanken befindlichen Schultern sich in Lauf richtung des Reifens erstreckende ringförmige Gürtel einlage aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Gürteleinlage (4) aus einem oder mehreren nebeneinander angeordneten ring förmigen Gu¯telelementen besteht. 2.) Gürtelreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Ring-Gürtelelemente (5) in Um fangsrichtung dehnbar ausgebildet sind. 3.) Gürtelreifen nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekenn zeichnet, dass die einzelnen Ring-Gürtelelemente (5) bei aufgeblasenem Reifen in Umfangsrichtung gedehnt oder gestreckt sind, wobei die Dehnung der Gürtel elemente und des elastischen Reifenmaterials etwa der durch die Abplattung des Reifens im Bereich seiner Aufstandsfläche entstehenden Verformung entspricht. 4.) Gürtelreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass er etwa im Bereich zwischen je der Schulter (8) und jeder Flanke (14) jeweils wenigstens eine weitere ringförmige Gürteleinlage (15) enthält. 5.) Gürtelreifen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Gürteleinlage (15) in einer etwa höhenneutralen Position im Reifen (1) angeordnet ist. 6.) Gürtelreifen nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn zeichnet, dass die weitere Gürteleinlage (15) gegen über dem Reifenmaterial verschiebbar in den Reifen (1) eingebettet ist. 7.) Gürtelreifen nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Gürtelein lage (15) auf der Aussenseite der Karkasse (2) im Reifen (1) angeordnet ist. 8.) Gürtelreifen nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass jede weitere Gürtelein lage (15) wenigstens ein Ring aus Drahtmaterial mit mehr oder weniger kreisförmigem Querschnitt ist. 9.) Gürtelreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Gürtellage (4) aus mehreren, in einer einzigen, im Querschnitt im wesent - lichen zylindrischen Umfangsebene in gegenseitigem Abstand koaxial und parallel nebeneinander ange ordneten geschlossenen Ringen aus Draht, Cord oder Bändern (5) mit parallelen Innen- und Aussenumfangs flächen (5a,5b) und glatten Rändern (5c,5d) besteht, deren monolithische Struktur eine gleichbleibende Querschnittsform und Dimensionssteifigkeit sicher stellt, wobei das für die Bildung des Gürtels be nötigte Draht- oder Bandmaterial ausschliesslich ko axial und im Querschnitt vorzugsweise flach gestreckt in geringstmöglicher Querschnittsdicke (5e) derart angeordnet ist, dass die Summe der Volumina aller im Reifenquerschnitt ohne jede Querverbindungen im Ab stand parallel nebeneinander angeordneter Gürtelringe (5) exakt dem Gesamtvolumen des Gürtelmaterials ent spricht und die konstruktiv vorgegebene Position des Gürtelmaterials durch die massgenaue Ringform genau eingehalten wird, und dass zwischen den einzelnen Ringen oder Bändern (5) bzw. Teilquerschnittsflächen jeweils ausreichend breite und völlig ungestörte Haftungszonen, Haftungsflächen oder Haftungsbereiche (6) zu den aussenliegenden Reifenteilen, wie Lauf flächenstreifen (7) und Reifenschultern (8), hin vorhanden sind. 10.) Gürtelreifen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringe (5) aus vorgerecktem Bandmaterial be stehen. 11.) Gürtelreifen nach Anspruch 9 oder 10, dadurch ge kennzeichnet, dass die Gürtellage (4) je nach ört licher Belastung aus verschieden breit (5f) und/ oder verschieden dick (5e) dimensionierten Ringen (5) besteht. 12.) Gürtelreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Ränder (5c,5d) oder Kanten der Ringe (5) gebrochen oder abgerundet sind. 13.) Gürtelreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringe (5) in Umfangs oder Laufrichtung des Reifens (1) so profiliert sind, dass sie nach dem Dehnen beim Abplatten des Reifens (1) eine mehr oder weniger exakt definierte Rückformung ausführen können. 14.) Gürtelreifen nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringe (5) der Gürteleinlage (4) ein in Lauf- bzw. Umfangsrichtung des Reifens (1) gewelltes, zickzackförmiges oder in anderer Weise elastisch dehnbar gestaltetes Profil haben. 15.) Gürtelreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringe (5) der Gürtel einlage (4) im Profil bzw. quer zur Laufrichtung des Reifens (1) symmetrisch bzw. kongruent neben einander angeordnet sind. 16.) Gürtelreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringe (5) voll ständig in einer weich-elastischen Hülle (9) aus z.B. einem Kautschukgemisch (Scherkautschuk) oder ähnlichem gelagert sind, das an der Oberfläche der Ringe fest haftet und zumindest in ReifenumEangs richtung einen hohen Elastizitätsmodul ist. 17.) Gürtelreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringe (5) der Gürtel einlage (4) bzw. die sie umhüllende Kautschukmischung (9) aufgrund ihrer Profilierung jeweils punktartig oder linenförmig am Umfang des Karkassenkörpers (2) anliegen, wobei es aber auch möglich ist, die um hüllende Kautsehukmischung (9) an ihrem inneren und äusseren Durchmesser glatt verlaufend auszubilden, so dass sowohl innen und aussen, aber auch zwischen den Ringen (5) glatte Abschlüsse für die angrenzen den Reifenteile möglich sind. 18.) Gürtelreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringe (5) der Gürtel lage (4) innerhalb des als Festigkeitsträger dienen den Karkassenkörpers (2) angeordnet und gegenüber dem Reifenmaterial bewegbar sind. 19.) Gürtelreifen nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringe (5) gleitend in einem sie umhüllenden Gummi- oder Kunststoffmantel (10) eingebettet sind. 20.) Gürtelreifen nach Anspruch 18 oder 19, dadurch ge kennzeichnet, dass die Ringe (5) mit einem gleit fähigen Kunststoffmaterial wie Polytetrafluorethylen beschichtet sind. 21.) Gürtelreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die in seiner Lauf fläche vorgesehenen Profilrillen (16) bis auf die die Gürtelringe (5) enthaltende weich-elastische Schicht (9) reichen. 22.) Gürtelreifen nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass jede Gürteleinlage (5) jeweils unter einer Profil rille (16) liegt. 23.) Gürtelreifen nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Profilrillen (16) mit der Breite der Gürtel einlagen (5) etwa übereinstimmt. 24.) Verfahren zum Herstellen von Gürtelreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 23 in einer Vulkanisier- oder Giessform,d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die die Gürteleinlage bildenden ringförmigen Drähte oder Bänder (5) beim Herstellen des Gürtelreifens in der Vulkanisier- oder¯Giessform durch dünne Führungs nadeln (12) gegen seitliche Verlagerung gesichert werden, wobei die Führungsnadeln (12) aus dem Kern (ii) der Form im wesentlichen radial nach aussen aus fahrbar sind und jeden Ring (5) der Gürtellage durch randseitige Anlage an mehreren Umfangsstellen gegen seitliche Verlagerung jeweils beidseitig festhalten. 25.) Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die die Gürteleinlage bildenden Drähte oder Bänder (5) nach dem Einbauen in den Reifen (1) unter Einwirkung des Luftdruckes in Umfangsrichtung gedehnt werden.

Inventors: JANUS, JONNY
Applicants: JANUS, JONNY
Application year: 1985
Main classification: B60C9
IPC codes: B60C9, B29D30