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Dokumentenidentifikation DE2909428C2 20.10.1988
Titel Luftreifen mit Radialkarkasse
Anmelder Michelin & Cie. (Compagnie Générale des Etablissements Michelin), Clermont-Ferrand, FR
Vertreter Prinz, E., Dipl.-Ing.; Leiser, G., Dipl.-Ing., Pat.-Anwälte, 8000 München
DE-Anmeldedatum 09.03.1979
DE-Aktenzeichen 2909428
Offenlegungstag 13.09.1979
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 20.10.1988
Veröffentlichungstag im Patentblatt 20.10.1988
IPC-Hauptklasse B60C 9/18

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Luftreifen mit Radialkarkasse nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein solcher Luftreifen, der aus der DE-OS 20 40 536 bekannt ist, besitzt eine Radialkarkasse, die beiderends an einem Wulstkern festgelegt ist, und eine Bewehrung, die in der Laufstreifenzone angeordnet ist sowie aus zwei übereinander angeordneten Lagen paralleler Stahlkabel besteht, welche innerhalb jeder Lage parallel, von einer Lage zur anderen jedoch gekreuzt verlaufen, wobei die Kabel einer jeden Lage im spitzen Winkel zur Reifenlängsrichtung verlaufen und wobei diese zweite in der Laufstreifenzone angeordnete Bewehrung wenigstens entlang einer Äquatorialzone (das heißt einer auf den Äquator zentrierten Zone) parallel zur Karkasse verläuft. Ferner sind in der Laufstreifenbewehrung zwei Lagen aus längsgerichteten Textilfäden vorgesehen, die beliebig über oder unter den beiden Lagen aus Stahlkabeln angeordnet werden können und den Zweck haben, die Übertragung von Vibrationen auf die Felge zu vermindern.

Es ist bekannt, daß eine an Wulstkernen festgelegte und auf einer Felge montierte Radialkarkasse unter der Wirkung des Aufblasdruckes sowie beim Fehlen einer Belastung und jeglicher weiterer Bewehrung ein als natürlich zu bezeichnendes meridianes Gleichgewichtsprofil einnimmt. Dieses Gleichgewichtsprofil ist bemerkenswert, weil es eine radiale Höhe in bezug auf die Wulstsitze auf der Felge sowie eine Krümmung der Äquatorialzone zeigt, welche maximal gegenüber denjenigen sind, die einer Bewehrung mit im Radialschnitt gleicher Länge von Wulst zu Wulst zeigt, jedoch aus Schräglagen gebildet ist, welche in bezug auf die Längsrichtung des Reifens symmetrisch gekreuzt verlaufen.

Wenn man eine Radialkarkasse mit einer in der Laufstreifenzone angeordneten, wie bereits oben beschriebenen Bewehrung überlagert, verlängert sich die Laufstreifenbewehrung unter dem Druck der darunterliegenden Radialkarkasse und sucht eine schwächere Meridiankrümmung einzunehmen als die Karkasse in der äquatorialen Überlagerungszone.

Es ist bekannt, daß die Wirkung dieses Krümmungsunterschiedes für die Lebensdauer des Reifens nachteilig ist. Die Ränder der Laufstreifenbewehrung sind von der Karkasse radial entfernt und beim Abrollen Verformungen erhöhter Stärke unterworfen. Man hat für die Laufstreifenbewehrung auch schon eine Länge angewendet, die unter derjenigen Länge liegt, welche dem natürlichen Äquatorialdurchmesser der Karkasse entspricht. Unter der Wirkung des Aufblasdruckes zwingt die Karkasse der Laufstreifenbewehrung in der äquatorialen Überlagerungszone eine Zugbeanspruchung auf. Diese Beanspruchung ist für die Widerstandsfähigkeit der Scheitelbewehrung beim Abrollen nachteilig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Luftreifen der eingangs angegebenen Art die durch den Dehnungsdruck der Radialkarkasse unter der Wirkung des Aufblasdruckes verursachten Schäden an der Laufstreifenbewehrung zu vermeiden.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 angegeben.

Bei dem erfindungsgemäßen Luftreifen hat die Laufstreifenbewehrung - im Gegensatz zu den Funktionen, die bei herkömmlichen Radialreifen von einer entsprechenden, als Scheitelbewehrung bezeichneten Bewehrung erfüllt werden - ausschließlich die Funktion der Verstärkung und der Stabilisierung des Laufstreifens.

Vorzugsweise verwendet man metallische Kabel aus Stahldrähten mit großem Verseilungsschlag, der zwischen dem 12- und 20fachen des scheinbaren Kabeldurchmessers liegt.

Die beiden, bei dem erfindungsgemäßen Luftreifen vorhandenen Lagen bilden einen Block, der die natürliche Ausdehnung der darunter liegenden Radialkarkasse unter der Wirkung des Aufblasdrucks begrenzt. Dieser Begrenzungsblock hat daher einen Innendurchmesser, der mit Rücksicht auf die Durchmesser der Verstärkungselemente und die Stärken der verwendeten Gummischichten höchstens gleich dem natürlichen Außendurchmesser der Karkasse ist. Dadurch daß dieser Block die Karkasse einschließt, nimmt er an Stelle des von den üblichen Scheitellagen gebildeten Blockes die Dehnungsbeanspruchungen auf, welche von der Karkasse herrühren. Es ist leicht ersichtlich, daß die beiden Lagen von in Umfangsrichtung verlaufenden Textilfäden bei dem Luftreifen nach der DE-OS 20 40 536 diese Dehnungsbeanspruchungen nicht auffangen können.

Um eine bestmögliche Abschirmung gegen die Übertragung von Spannungen zu schaffen, welche vom Druck der Karkasse herrühren, sowie im Hinblick auf die Tatsache, daß kein Lagenverstärkungselement, weder aus Stahl noch aus Glasfasern in der Praxis undehnbar ist, sieht die Erfindung vor, die Verstärkungselemente der Lagen des Begrenzungsblocks mit einem Winkel gegenüber der Umfangsrichtung anzuordnen, der sich von 0° unterscheidet. Die gekreuzten Lagen neigen in der Tat dazu, unter der Wirkung eines Innendrucks die Meridiankrümmung des Begrenzungsblocks zu verringern.

Mit der Kreuzung der Lagen des Begrenzungsblock zusammenwirkend, gestattet die Schräge der Lagen des Begrenzungsblocks die Beherrschung und, wenn notwendig, die Anpassung der Meridiankrümmung des Begrenzungsblocks. Diese Meridiankrümmung verringert oder vergrößert sich mit dem von den beiden Lagen gebildeten Winkel.

Um die Eigenschaften der Laufstreifenbewehrung zu erhalten, ist es wichtig, daß die Breite des Blocks zwischen 100% und 60% der Breite der Äquatorialzone ist, entlang der die Laufstreifenbewehrung parallel zur Karkasse verläuft. Vorzugsweise bedeckt der Block eine Äquatorialzone mit einer Breite, die zwischen 5% und 80% der maximalen axialen Breite des Reifens und insbesondere zwischen 12% und 20% für ein Verhältnis H/B nahe 1, zwischen 24% und 40% für ein Verhältnis H/B nahe 0,75 und zwischen 45% und 80% für ein Verhältnis H/B nahe 0,3 liegt, wobei H die radiale Höhe des Luftreifens auf der Felge und B seine maximale axiale Breite ist, jeweils gemessen nach den gebräuchlichen Normen.

Eine Lage des Begrenzungsblocks ist vorzugsweise weniger breit als die andere Lage. Der Breitenunterschied beträgt jedoch höchstens 10% der Breite der anderen Lage. Dadurch wird vermieden, daß größere Gummimengen zu beiden Seiten der Ränder des Begrenzungsblocks zwischen der Laufstreifenbewehrung und der Karkasse eingebracht werden müssen.

Es ist gleichermaßen von Interesse, den Begrenzungsblock unter Verwendung einer Lage zu verwirklichen, deren Ränder so umgefaltet sind, daß sie sich wieder vereinigen, oder unter Verwendung einer Lage, die auf sich selbst umgefaltet ist.

Die durch die Karkasse auf eine radial außerhalb angeordnete Lage ausgeübte Spannung T, bezogen auf die Einheit der Breite, gemessen in Axialrichtung, kann in erster Näherung mit Hilfe der Formel



berechnet werden. In dieser Formel ist p der Aufblasdruck des Reifens, R der Radius der Lage, bezogen auf die Rotationsachse des Reifens und α der Winkel, den die Kabel der Lagen gegenüber der Längsrichtung einnehmen. Diese Formel zeigt, warum die Erfindung in einem Begrenzungsblock die Verwendung von Winkeln α vorsieht, die vorzugsweise unter der Hälfte des kleinsten Winkels liegen, welcher für die Laufstreifenbewehrung verwendet wird. Auf diese Weise liegt die Spannung T einer Lage des Begrenzungsblocks immer unter der Spannung der Lage, die in der Laufstreifenbewehrung den kleinsten Winkel einnimmt. Die Längerung des Begrenzungsblocks unter der Wirkung der von der Karkasse herrührenden Spannung ist folglich schwächer. Dadurch wird die Übertragung dieser Spannung auf die Laufstreifenbewehrung vermieden.

Die FR-PS 11 35 604 beschreibt einen Luftreifen mit radialer Karkasse und einem System von triangulierten Scheitellagen, bei dem eine einzige schrägverlaufende Lage, die weniger breit ist als die Scheitellage, unter der Karkasse oder zwischen der Karkasse und der Scheitellage angeordnet ist. Diese einzige Lage hat die Aufgabe, Brüche der Gummibrücken zwischen den Kabeln der Karkasse zu vermeiden, wenn der Luftreifen über hervortretende Hindernisse fährt. Diese isolierte Lage dehnt sich aus und überträgt die Spannung auf die darüberliegenden Lagen.

Die FR-PS 12 14 031 beschreibt einen Luftreifen, dessen Belastungsfähigkeit dadurch erhöht ist, daß ein zylindrischer Äquatorialteil in den üblichen Laufstreifen eingefügt ist. Dieser zylindrische Teil weist über eine übliche Bewehrung hinaus noch wenigstens eine Lage von längsverlaufenden Kabeln auf, die die Breite des zylindrischen Teils hat.

Die FR-PS 13 77 323 beschreibt einen Luftreifen, dessen Scheitelbewehrung eine Längsunterbrechung zeigt. Eine Lage schrägverlaufender Kabel, deren Breite auf die Breite der Zone beschränkt ist, die durch die Unterbrechung interessiert ist, ist radial innerhalb der Scheitelbewehrung angeordnet, mit dem Ziel, die Unterbrechung zu überbrücken.

Einzelheiten von Ausführungsformen der Erfindung werden in der nachfolgenden Beschreibung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Radialschnitt eines Luftreifens, der mit einem aus zwei Lagen bestehenden Begrenzungsblock versehen ist, unter Hinzufügung einer Draufsicht der zum Verständnis der Erfindung wesentlichen Kabellagen, und

Fig. 2 einen radialen Teilschnitt eines aus einer einzigen gefalteten Lage gebildeten Begrenzungsblocks in größerem Maßstab.

Der in Fig. 1 dargestellte Luftreifen 1 weist eine radiale Karkasse 2 auf, deren Enden 2&min; jeweils um einen Wulstkern 3 umgeschlagen sind. Die Laufstreifenbewehrung 4, die unmittelbar unter dem Laufstreifen 5 angeordnet ist, besteht aus zwei gekreuzten Lagen 41, 42, die gegenüber der Längsrichtung X-X&min; geneigt verlaufen. Zwischen der Karkasse 2 und der Laufstreifenbewehrung 4 ist ein Begrenzungsblock 6 der Breite l1 angeordnet, die unter der Breite L der Bewehrung 4 liegt. Dieser Block 6 ist aus zwei Lagen 61, 62 mit den Breiten l1 und l2 gebildet. Die Breite l2 der radial äußeren Lage 62 ist kleiner als die Breite l1 der Lage 61. Der Begrenzungsblock 6 liegt parallel zur Karkasse 2. Das gleiche trifft auch für die Laufstreifenbewehrung 4 wenigstens in der den Begrenzungsblock 6 umgebenden Zone zu.

Wie die in dem Radialschnitt eingetragene Draufsicht erkennen läßt, sind die Winkel der Lagen 61, 62 des Begrenzungsblocks 6 jeweils kleiner als der Winkel der Lage 41 der Laufstreifenbewehrung 4. Die Kabel der Lagen 61, 62 sind aus Stahl und sehr wenig dehnbar, da sie mit einem Verseilungsschlag hergestellt sind, der größer ist als das 15fache des Scheindurchmessers der Kabel.

Der Luftreifen gemäß Fig. 2, von dem nur ein Teil dargestellt ist, unterscheidet sich von dem Luftreifen gemäß Fig. 1 dadurch, daß sein Begrenzungsblock 7 aus einer Lage 71 hergestellt ist, deren beide Ränder radial nach außen umgefaltet sind, wodurch zwei Bahnen 71&min; gebildet sind, deren gesamte Länge gleich der Länge des nicht umgefalteten Teils 71 ist, derart, daß die Bahnen 71&min; sich wieder vereinigen. Bei diesem Ausführungsbeispiel fällt die Linie, an der sich die Bahnen vereinigen, mit der Schnittlinie X-X&min; der Mittelebene des Luftreifens mit der Zeichnungsebene zusammen und ist durch das Bezugszeichen 72 gekennzeichnet.

Obgleich sich die vorangehenden Ausführungen und die Ansprüche auf den kleinsten Winkel gegenüber der Längsrichtung beziehen, der für die Lagen der Laufstreifenbewehrung verwendet wird, bezieht sich die Erfindung im gleichen Maße auch auf den Fall, bei dem die in Frage kommenden Lagen mit der genannten Richtung gleiche Winkel bilden (im absoluten Wert), so daß der Winkel, den die Kabel des Begrenzungsblocks gegenüber der Längsrichtung einnehmen, kleiner sein muß als der Winkel (und nicht als der kleinste Winkel) der Lagen der Laufstreifenbewehrung.


Anspruch[de]
  1. 1. Luftreifen mit

    1. - einer beiderseits an wenigstens einem Wulstkern festgelegten Radialkarkasse,
    2. - einer Laufstreifenbewegung, die wenigstens in der Äquatorialzone parallel zur Karkasse verläuft, sich an ihren Rändern von dieser entfernt und aus wenigstens zwei übereinander angeordneten Lagen von Fäden oder Kabeln besteht, die innerhalb jeder Lage parallel und von einer Lage zur anderen gekreuzt verlaufen, wobei die Fäden oder Kabel einer jeden Lage mit der Längsrichtung des Luftreifens einen spitzen Winkel bilden, und
    3. - einer zwischen der Laufstreifenbewehrung und der Karkasse in der Äqatorialzone des Reifens angeordneten Verstärkungseinlage aus zwei übereinanderliegenden Verstärkungslagen, deren Breite kleiner als die Breite der Laufstreifenbewehrung ist und zwischen 100% und 60% der Breite der Äquatorialzone ist, entlang welcher die Laufstreifenbewehrung parallel zur Karkasse verläuft,


  2. dadurch gekennzeichnet, daß die Lagen (61, 62) der Verstärkungseinlage aus Stahldrähten oder Stahlkabeln bestehen, die folgende Kombination von Merkmalen aufweisen:

    1. - die Stahldrähte oder Stahlkabel weisen eine relative Dehnung von weniger als 0,2% unter einer Last von 10% der Bruchlast auf;
    2. - die Stahldrähte oder Stahlkabel der beiden Lagen (61, 62) verlaufen gekreuzt zueinander;
    3. - die Stahldrähte oder Stahlkabel schließen mit der Umfangsrichtung des Reifens einen Winkel ein, dessen Absolutwert von 0° verschieden und höchstens gleich der Hälfte des kleinsten Winkels der Lagen der Laufstreifenbewehrung gegenüber der Umfangsrichtung ist.


  3. 2. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Lagen (61, 62) zwischen 12% und 20% der maximalen Breite B für ein Verhältnis H/B nahe 1, zwischen 24% und 40% dieser Breite B für ein Verhältnis H/B nahe 0,75 und zwischen 45% und 80% dieser Breite B für ein Verhältnis H/B nahe 0,3 beträgt.
  4. 3. Luftreifen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine (62) der Lagen weniger breit ist als die andere Lage (61), wobei der Breitenunterschied höchstens gleich 10% der Breite der anderen Lage beträgt.
  5. 4. Luftreifen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungseinlage aus einer gefalteten Lage gebildet ist.
  6. 5. Luftreifen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabel der Lagen (61, 62) einen Verseilungsschlag aufweisen, der zwischen dem 12- und 20fachen des scheinbaren Kabeldurchmessers beträgt.






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