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Dokumentenidentifikation DE4419299A1 07.12.1995
Titel Fahrzeugluftreifen
Anmelder SP Reifenwerke GmbH, 63450 Hanau, DE
Erfinder Erceg, Boris, Dipl.-Ing., 63517 Rodenbach, DE;
Ott, Ernst, Dipl.-Ing., 63457 Hanau, DE;
Mägerle, Wolfgang, Dipl.-Ing., 60596 Frankfurt, DE
Vertreter Manitz, Finsterwald & Partner, 80538 München
DE-Anmeldedatum 01.06.1994
DE-Aktenzeichen 4419299
Offenlegungstag 07.12.1995
Veröffentlichungstag im Patentblatt 07.12.1995
IPC-Hauptklasse B60C 9/18
Zusammenfassung Fahrzeugluftreifen mit einer Karkasse (1) und mindestens einer radial außerhalb der Karkasse (1) vorhandenen Gürtellage (2), welche in Gummi oder gummiartiges Material eingebettet sind sowie mit einem die Lauffläche (3) des Reifens aufweisenden und die übrigen Reifenteile (1, 2) nach außen abschließenden Protektor (4) aus Gummi oder gummiartigem Material, der zumindest von Reifenschulter zu Reifenschulter aus zwei miteinander verbundenen Teilen besteht, nämlich einem radial inneren Protektorunterteil (6) und einem radial äußeren Protektoroberteil (7), wobei zur Verringerung von Ablöseerscheinungen zwischen den beiden Protektorteilen (6, 7) die Grenzfläche (8) zwischen Protektoroberteil (7) und Protektorunterteil (6) zumindest abschnittsweise wellenförmig ausgebildet ist, und wobei sich die Wellenberge und -täler in Reifenumfangsrichtung erstrecken.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugluftreifen mit einer Karkasse und mindestens einer radial außerhalb der Karkasse vorhandenen Gürtellage, welche in Gummi oder gummiartiges Material eingebettet sind, sowie mit einem die Lauffläche des Reifens aufweisenden und die übrigen Reifenteile nach außen abschließenden Protektor aus Gummi oder gummiartigem Material, der zumindest von Reifenschulter zu Reifenschulter aus zwei miteinander verbundenen Teilen besteht, nämlich einem radial inneren Protektorunterteil und einem radial äußeren Protektoroberteil.

Moderne Fahrzeugluftreifen müssen einer Vielzahl von physikalischen Anforderungen genügen, insbesondere auch hinsichtlich Hochgeschwindigkeits- und Dauerbelastung. Durch den Aufbau des Reifens muß eine bestimmte Formstabilität gewährleistet sein und Ablöseerscheinungen aufgrund von Belastungen vermieden werden.

Derartige Ablösetendenzen treten insbesondere im Übergangsbereich zwischen Protektoroberteil und Protektorunterteil auf, wo Seitenkräfte zu einer Abscherung der beiden Protektorteile und Fliehkräfte zu einer Trennung in radialer Richtung führen können.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Fahrzeugluftreifen der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß Ablösungen zwischen Protektorunterteil und Protektoroberteil möglichst vermieden werden.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Fahrzeugluftreifen dadurch gelöst, daß die Grenzfläche zwischen Protektoroberteil und Protektorunterteil wellenförmig ausgebildet ist, wobei sich die Wellenberge und -täler in Reifenumfangsrichtung erstrecken.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Grenzfläche wird zum einen die Verbindungsfläche zwischen Protektoroberteil und Protektorunterteil gegenüber einer ebenen Grenzfläche vergrößert und zum anderen wird zwischen Protektoroberteil und Protektorunterteil ein Formschluß bewirkt, welcher einer Abscherung der beiden Protektorteile gegeneinander entgegenwirkt. Auf diese Weise wird eine deutlich festere Verbindung der beiden Protektorteile erzielt als bei bekannten Fahrzeugluftreifen mit zweiteiligen Protektoren mit ebener Grenzfläche.

Die Wellen der Grenzfläche weisen bevorzugt annähernd Sinusform oder annähernd Trapezform auf. Durch eine sinusförmige Ausgestaltung wird eine maximale Verbindungsfläche zwischen Protektoroberteil und Protektorunterteil zur Verfügung gestellt. Eine Trapezform verbindet in vorteilhafter Weise eine große Verbindungsfläche mit einfacher Herstellbarkeit.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung können Wellenform und/oder Wellenlänge und/oder Amplitude der Welle quer zur Umfangsrichtung des Reifens unterschiedlich sein. Hierdurch kann unterschiedlichen Anforderungen in unterschiedlichen Bereichen des Fahrzeugluftreifens Rechnung getragen werden.

Insbesondere kann nach einer Ausgestaltung der Erfindung der Reifen quer zu seiner Umfangsrichtung in drei Bereiche unterschiedlicher Ausgestaltung der Grenzfläche zwischen Protektoroberteil und Protektorunterteil unterteilt sein, nämlich in einen zentralen Bereich, einen beidseits daran anschließenden ersten Schulterbereich und einen jeweils an diesen nach außen anschließenden zweiten Schulterbereich, wobei der mittlere Bereich bevorzugt eine Breite von etwa dem 0,44- bis 0,62-fachen der Laufflächenbreite aufweist, der erste daran anschließende Schulterbereich die beiden Enden der Gürtellage jeweils um eine Länge zwischen ca. 5 bis 20 mm überragt und der zweite, an den ersten anschließende Schulterbereich jeweils bis zum Ende des zweiteiligen Bereichs des Protektors reicht. Hierdurch sind drei Bereiche definiert, die sich in ihren Anforderungen an den Übergangsbereich zwischen Protektorunterteil und Protektoroberteil unterscheiden.

Im mittleren Bereich, in welchem der Übergang zwischen Protektorunterteil und Protektoroberteil annähernd in einer Ebene verläuft, werden die Anforderungen insbesondere durch die Reifenverformung bei Schnellauf bestimmt. Im ersten Schulterbereich ist der Übergang zwischen Protektorunterteil und Protektoroberteil bogenförmig und es treten daher Biegemomente auf, die eine Belastung für die Verbindungsfläche zwischen Protektorunterteil und Protektoroberteil darstellen. Der zweite Schulterbereich schließlich weist die geringsten Anforderungen auf, da der Übergangsbereich zwischen Protektorunterteil und Protektoroberteil annähernd in einer Ebene verläuft und in diesem Bereich nur geringe Verformungen des Fahrzeugreifens auftreten.

Im ersten Schulterbereich weisen die Wellen daher bevorzugt annähernd Sinusform auf und im zweiten Schulterbereich sowie im mittleren Bereich bevorzugt annähernd Trapezform, da im ersten Schulterbereich eine maximale Verbindungsfläche günstig ist, während in den beiden anderen Bereichen eine Grenzfläche mit trapezförmigen Wellen zumeist ausreichend ist und daher die einfacher herstellbare Trapezform gewählt werden kann.

Um eine weitere Vergrößerung der Verbindungsfläche zwischen Protektorunterteil und Protektoroberteil zu bewirken, kann, und zwar insbesondere im ersten Schulterbereich, die Wellenlänge verringert und/oder die Amplitude der Welle der Grenzfläche vergrößert werden. Bevorzugt ist daher die Wellenlänge im mittleren Bereich und im zweiten Schulterbereich größer als im ersten Schulterbereich.

Die Mindestdicke des Protektorunterteils, also der Abstand zwischen Wellengrund und radial innerer Begrenzungsfläche des Protektorunterteils, kann im gesamten Reifen gleich sein oder aber nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung quer zur Reifenumfangsrichtung variieren. Insbesondere kann die Mindestdicke des Protektorunterteils im mittleren Bereich etwa 1,5 mm, im ersten Schulterbereich etwa 2,5 mm und im zweiten Schulterbereich etwa 1 mm betragen. Auf diese Weise wird bei minimalem Materialbedarf und Gewicht eine sichere Funktion des Protektors gewährleistet.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist das Protektoroberteil einen dynamischen Modul von etwa 5 bis 8 MPa und eine Shorehärte von ca. 60 bis 75 ShA auf, und das Protektorunterteil einen dynamischen Modul von ca. 4 bis 7 MPa und eine Shorehärte von ca. 55 bis 65 ShA. Mit diesen Werten wird eine sichere Funktion des Protektors gewährleistet.

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

Fig. 1 einen Teilschnitt durch eine erste Variante eines erfindungsgemäßen Fahrzeugluftreifens,

Fig. 2 einen Teilschnitt durch eine zweite Variante eines erfindungsgemäßen Fahrzeugluftreifens,

Fig. 3 einen Teilschnitt durch eine dritte Variante eines erfindungsgemäßen Fahrzeugluftreifens und

Fig. 4 eine schematische Darstellung des Übergangsbereichs zwischen Protektoroberteil und Protektorunterteil.

Der in den Fig. 1 bis 3 dargestellte erfindungsgemäße Fahrzeugluftreifen ist zur Achse I spiegelsymmetrisch aufgebaut. Er weist eine Karkasse 1, einen radial darüberliegend angeordneten Gürtel aus mehreren Gürtellagen 2 und einen die Lauffläche 3 des Reifens aufweisenden Protektor 4 auf. Karkasse 1 und Gürtellagen 2 sind mit Gummimaterial umhüllt und werden nach außen von dem ebenfalls aus Gummi bestehenden Protektor 4 abgeschlossen. In der Lauffläche 3 sind das Profil des Fahrzeugluftreifens bildende Nuten 5 vorgesehen.

Der Protektor 4 ist zwischen den beiden Schulterbereichen des Reifens zweiteilig ausgebildet mit einem radial innen gelegenen Protektorunterteil 6 und einem radial außen gelegenen Protektoroberteil 7, welche voneinander durch eine wellenförmige Grenzfläche 8 getrennt sind. Die Wellen der Grenzfläche 8 erstrecken sich dabei in der zur Zeichnungsebene senkrechten Reifenumfangsrichtung.

In den Fig. 1 bis 3 sind jeweils drei Bereiche A, B und C eingetragen, die den Fahrzeugreifen quer zu seiner Umfangsrichtung aufteilen. Der mittlere Bereich c erstreckt sich über das ca. 0,44- bis 0,62-fache der Laufflächenbreite LB (vgl. Fig. 1). Hieran schließt sich beidseits jeweils ein erster Schulterbereich B und an diesen jeweils ein zweiter Schulterbereich A an. Der erste Schulterbereich B erstreckt sich ausgehend vom mittleren Bereich C bis ca. 5 bis 20 mm über die seitliche Begrenzung der Gürtel lagen 2 des Gürtels hinaus, welcher eine Gürtelbreite GB von ca. dem 0,72 bis 1-fachen der Laufflächenbreite LB aufweist. Der zweite Schulterbereich A reicht ausgehend vom Ende des ersten Schulterbereichs B so weit, wie der Protektor 4 zweiteilig ausgebildet ist.

Bei der Variante von Fig. 1 weist die Grenzfläche 8 in allen drei Bereichen A, B und C Sinusform auf, während bei der Variante von Fig. 2 die Grenzfläche 8 in den beiden Schulterbereichen A und B sinusförmig und im mittleren Bereich C trapezförmig ausgebildet ist. Bei der Variante von Fig. 3 schließlich ist die Grenzfläche in den beiden Schulterbereichen A und B trapezförmig gestaltet, während sie im mittleren Bereich C Sinusform aufweist. Diese Ausgestaltung ist bei besonders starker Beanspruchung im mittleren Bereich der Lauffläche 3 vorteilhaft. Selbstverständlich sind auch andere Kombinationen der Grenzflächenform in den drei Bereichen A, B und C möglich. Es kann auch eine Kombination mit einem nicht wellenförmigen Bereich vorteilhaft sein, d. h. in einem weniger belasteten Bereich kann die Grenzfläche 8 auch eben gestaltet sein.

Anhand der schematischen Darstellung von Fig. 4 ist der Begriff der Mindestdicke d des Protektorunterteils 6 ersichtlich sowie Amplitude und Wellenlänge von sinusförmiger bzw. trapezförmiger Welle der Grenzfläche 8. Während in dem dargestellten Beispiel die Amplitude a beider Wellenformen gleich ist, ist die Wellenlänge l&sub1; der sinusförmigen Welle kleiner als die Wellenlänge l&sub2; der trapezförmigen Welle.

Durch Variation von Wellenlänge und Amplitude kann die Größe der Verbindungsfläche zwischen Protektorunterteil 6 und Protektoroberteil 7 nach Bedarf eingestellt werden. Die Amplitude der Welle beträgt bevorzugt ca. 1 bis 2 mm, die Wellenlänge l&sub1; der sinusförmigen Welle das ca. 1 bis 2-fache der Amplitude und die Wellenlänge l&sub2; der trapezförmigen Welle das ca. 2 bis 3-fache der Amplitude.

Ebenso kann die Mindestdicke d entsprechend den Anforderungen gewählt werden, und zwar insbesondere auch quer zur Reifenumfangsrichtung variierend. Im mittleren Bereich C kann die Mindestdicke d bevorzugt ca. 1,5 mm, im ersten Schulterbereich B etwa 2,5 mm und im zweiten Schulterbereich A ca. 1 mm betragen.

Das Protektormaterial ist bevorzugt so gewählt, daß das Protektoroberteil einen dynamischen Modul E* von etwa 5 bis 8 MPa und eine Shorehärte von ca. 60 bis 75 ShA aufweist und das Protektorunterteil einen dynamischen Modul E* von ca. 4 bis 7 MPa und eine Shorehärte von ca. 55 bis 65 ShA.

Protektoroberteil 7 und Protektorunterteil 6 werden in üblicher Weise bei der Herstellung des Fahrzeugreifens miteinander verschweißt, die ebenso in üblicher Weise erfolgen kann.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Grenzfläche zwischen Protektorunterteil 6 und Protektoroberteil 7 wird eine große Verbindungsfläche für die Verschweißung der beiden Protektorteile zur Verfügung gestellt. Gleichzeitig wird durch die Wellenform eine Verzahnung bewirkt, durch welche eine Art Formschluß zwischen Protektorunterteil 6 und Protektoroberteil 7 erzielt wird. Durch diese Verzahnung wird eine ungünstige Summation von gegeneinandergerichteten Scherkräften beidseits der Grenzfläche 8 zwischen den beiden Protektorteilen 6 und 7 verhindert.

Die größte Verbindungsfläche wird durch eine sinusförmige Welle erreicht, deren Herstellung aber schwieriger ist als die von trapezförmigen Wellen. In jedem Falle ist aber auf die Vermeidung von kleinen Winkeln in der Wellenform zu achten, da diese zu Materialbrüchen führen können. Bei der Auswahl der geeigneten Form der Grenzfläche 8 kann auch die Profilgestaltung berücksichtigt werden, soweit diese einen Einfluß auf die Festigkeit der Verbindung zwischen Protektoroberteil und Protektorunterteil hat.

Bezugszeichenliste

1 Karkasse

2 Gürtellage

3 Lauffläche

4 Protektor

5 Nut

6 Protektorunterteil

7 Protektoroberteil

8 Grenzfläche

I Symmetrieebene

A, B, C Reifenbereiche

LB Laufflächenbreite

GB Gürtelbreite

X Abstand von Gürtelkante

d Mindestdicke

a Amplitude

l&sub1;, l&sub2; Wellenlänge.


Anspruch[de]
  1. 1. Fahrzeugluftreifen mit einer Karkasse (1) und mindestens einer radial außerhalb der Karkasse vorhandenen Gürtellage (2), welche in Gummi oder gummiartiges Material eingebettet sind, sowie mit einem die Lauffläche (3) des Reifens aufweisenden und die übrigen Reifenteile (1, 2) nach außen abschließenden Protektor (4) aus Gummi oder gummiartigem Material, der zumindest von Reifenschulter zu Reifenschulter aus zwei miteinander verbundenen Teilen besteht, nämlich einem radial inneren Protektorunterteil (6) und einem radial äußeren Protektoroberteil (7), dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzfläche (8) zwischen Protektoroberteil (7) und Protektorunterteil (6) zumindest abschnittsweise wellenförmig ausgebildet ist, wobei sich die Wellenberge und -täler in Reifenumfangsrichtung erstrecken.
  2. 2. Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellen der Grenzfläche (8) annähernd Sinusform aufweisen.
  3. 3. Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellen der Grenzfläche (8) annähernd Trapezform aufweisen.
  4. 4. Fahrzeugluftreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Wellenform und/oder Wellenlänge (1) und/oder Amplitude (a) der Welle und/oder Mindestdicke (d) des Protektorunterteils (6) quer zur Umfangsrichtung des Reifens unterschiedlich sind.
  5. 5. Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Reifen quer zu seiner Umfangsrichtung in drei Bereiche (A, B, C) unterschiedlicher Ausgestaltung der Grenzfläche (8) zwischen Protektoroberteil (7) und Protektorunterteil (6) unterteilt ist, nämlich in einen zentralen Bereich (C), einen beidseits daran anschließenden ersten Schulterbereich (B) und einen jeweils an diesen nach außen anschließenden zweiten Schulterbereich (A), wobei der mittlere Bereich (C) bevorzugt eine Breite von etwa dem 0,44- bis 0,62-fachen der Laufflächenbreite (LB) aufweist, der erste daran anschließende Schulterbereich (B) die beiden seitlichen Enden der Gürtellagen (2) des Gürtels, welcher eine Gürtelbreite GB von ca. dem 0,72 bis 1-fachen der Laufflächenbreite LB aufweist, jeweils um eine Länge (X) zwischen ca. 5 bis 20 mm überragt und der zweite, an den ersten anschließende Schulterbereich (A) jeweils bis zum Ende des zweiteiligen Bereichs des Protektors (4) reicht.
  6. 6. Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellen der Grenzfläche (8) im ersten Schulterbereich (B) annähernd Sinusform und im zweiten Schulterbereich (A) sowie im mittleren Bereich (C) annähernd Trapezform aufweisen, wobei die Wellenlänge (1) im zweiten Schulterbereich (A) und im mittleren Bereich (C) bevorzugt größer ist als im ersten, annähernd sinusförmigen Schulterbereich (B).
  7. 7. Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mindestdicke (d) des Protektorunterteils (6) in den drei Bereichen (A, B, C) verschieden ist und bevorzugt im mittleren Bereich (C) etwa 1,5 mm, im ersten Schulterbereich (B) etwa 2,5 mm und im zweiten Schulterbereich (A) etwa 1 mm beträgt.
  8. 8. Fahrzeugluftreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Protektoroberteil (7) einen dynamischen Modul E* von etwa 5 bis 8 MPa und eine Shorehärte von ca. 60 bis 75 ShA aufweist, und daß das Protektorunterteil (6) einen dynamischen Modul E* von ca. 4 bis 7 MPa und eine Shorehärte von ca. 55 bis 65 ShA aufweist.






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