DE2534081C2

DE2534081C2 - Zur Verwendung auf einer genormten Steilschulterfelge bestimmter Luftreifen für Lastfahrzeuge

Info

Publication number: DE2534081C2
Application number: DE2534081A
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Current assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Priority date: 1974-08-05
Filing date: 1975-07-30
Publication date: 1983-05-05
Also published as: IT1041465B; NL172526B; FI752221A7; ES440002A1; IL47870A0; AU8359775A; US4076066A; ATA607275A; IE41594B1; IL47870A; JPS5717723B2; AR205136A1; LU73143A1; BR7504994A; SE7508778L; ZA755029B; DE2534081A1; NL172526C; SE413010B; FI59560C

Description

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Die Erfindung betrifft einec zur Verwendung auf einer genormten Steilschulterfelge bestimmten Luftreifen für Lastfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs.

Ein Luftreifen dieser Art, bei welchem das Verhältnis H/B der Höhe H zur größten Breite B des Profils der Karkassenbewehrung zwischen ",6 und 0,75 liegt, ist aus der DE-OS 21 62 847 bekannt. Bei diesem bekannten Luftreifen nimmt die Karkassenb-wehrung bei auf der Felge montiertem und aufgeblasenem Reifen ihr natürliches Gleichgewichtsprofil in dem Bereich jeder Seitenwand an, in dem die Karkasse η ich! der versteifenden Wirkung der Scheitelbewehrung und der Wulste unterworfen ist, also ab der Kontaktzone mit der Scheitelbewehrung bis zum Beginn des versteiften Wulstbereichs. Im eigentlichen Wulstbereich folgt dagegen die Karkassenbewehrung nicht mehr dem natürlichen Gleichgewichtsprofi!, sondern sie nimmt, wie bei Radialkarkassenreifen allgemein üblich, ein etwa geradliniges Profil oder sogar ein entgegengesetzt gekrümmtes Profil an. Diese Ausbildung des bekannten Luftreifens hat den Zweck, der Neigung zur Trennung der Scheitelbewehrung von der Karkasse entgegenzuwirken, die bei Luftreifen mit einem Höhen-Breiten-Verhältnis des Karkassenprofils von weniger als 0,75 insbesondere dann auftritt, wenn diese unter schwerer Belastung mit verhältnismäßig hohen Geschwindigkeiten gefahren werden.

Aus der Zeitschrift »Die Gummibereifung«, Heft 1, Januar 1966, Seite 13, sind auch Lkw-Luftreifen bekannt, die zum Ersatz von Zwillingsreifen bestimmt sind und ein Höhen-Breiten-Verhältnis des Karkassenprofils von höchstens 0,6 haben. Es hat sich aber gezeigt, daß ein neues Problem auftritt, wenn das Höhen-Breiten-Verhältnis des Karkassenprofils eines in der vorstehend geschilderten Weise ausgebildeten Luftreifens auf so niedrige Werte verringert wird. Die Fäden oder Kabel der Karkassenbewehrung, die durch das vordere und das hinlere Ende der Aufstandsfläche gehen, haben dann in den Seitenwänden zwischen der Scheitelbewehrung und den versteiften Wulstbereichen eine so geringe Länge, daß sie der Verformung der Scheitelbewehrung in der Aufstandsfläche entgegenwirken. Die Scheitelbewegung kann sich dann in der Aufstandsfläche nicht mehr im erforderlichen Maße in der Längsrichtung dehnen, so daß die Aufstandsfläche kürzer wird. Daraus ergeben sich im Bereich der Verbindungszonen zwischen der Karkassenbewehrung und den verstärkten Rändern der Scheitelbewehrung einerseits und den Wulsten andererseits Kräfteverteilungen und Erwärmungen, die der Lebensdruer dieser Verbindungszonen abträglich sind, und zwar insbesondere dann, wenn die Reifen überbelastet sind und/oder mit einem unzureichenden Aufblasdruck gefahren werden. Außerdem ergibt die Verkürzung der Aufstandsfläche eine gewisse Verschlechterung des Abnutzungswiderslandes, des Fahrkomforts und der Straßenhaltung der Reifen.

Gegenstand des älteren Patents 24 16 409 ist ein Fahrzeugrad aus einem Luftreifen mit einer teilweise der natürlichen Gleichgewichtskurve folgenden Radialkarkasse und einem Höhen-Breiten-Verhältnis H/B< 1,0, bei welchem die mittlere Faser der Karkasse etwa von der halben Seitenwandhöhe ab bis zu den Wulstkernen der natürlichen Gleichgewichtskurve folgt, die durch die Ränder der Scheitelbewehrung hindurchgeht und die Wulstkerne tangiert, und aus einer Felge, deren konischer Randteil etwa parallel zum gegenüberliegenden Abschnitt der mittleren Faser der Karkasse ist und in ständigem Kontakt mit dem Reifenwulst steht. Durch diese Ausbildung des Fahrzeugrades, das insbesondere für Personenkraftwagen bestimmt ist, wird der hohe Fahrkomfort von Reifen mit großer Seitenwandhöhe mit den Vorteilen von Niederquerschnittsreifen vereinigt, weil der gesamte Seitenwandbereich zwischen der Scheitelbewehrung und den Wulstkernen als Federzone wirkt. Dieser ältere Vorschlag erfordert aber eine besondere Ausbildung der Felge, um einen stabilen Sitz des Reifens zu gewährleisten. Es ist daher nicht anwendbar, wenn die Verwendung genormter Felgen gefordert wird.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines zur Verwendung a-f einer genormten Steilschulterfelge geeigneten Luftreifens der aus der DE-OS 21 62 847 bekannten Art, bei welchem das Höhen-Breiten-Verhältnis des Karkassenprofils auf Werte von höchstens 0,6 verringert werden kann, ohne daß eine Verkürzung der Aufstandsfläche und die damit verknüpften nachteiligen Erscheinungen auftreten.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs gslöst.

Dadurch, daß bei dem Luftreifen nach der Erfindung die Karkassenbewehrung bis zur Kontaktzone mit dem Wulstkern dem natürlichen Gleichgewichtsprofil folgt, ermöglichen die Fäden oder Kabel der Karkassenbewehrung auch in den Endbereichen der Aufstandsfläche die zur Anpassung erforderliche Verformung der Scheitelbewehrung, ohne daß hierzu die Länge der Fäden oder Kabel der Karkassenbewehrung vergrößert werden muß. Der Luftreifen hat daher hinsichtlich Fahrkomfort, Straßenhaltung und Lebensdauer die gleichen Eigenschaften wie ein Luftreifen mit größerem Höhen=Breiten=Verhältnis. Die durch das natürliche Gleichgewichtsprofil erzielten Vorteile in der Kontaktzone zwischen der Karkassenbewehrung und den verstärkten Rändern der Scheitelbewehrung bleiben dabei in vollem Umfang erhalten.

Die Verwendung eines torsionssteifen Wulstkerns, der von dem Gleichgewichtsprofil der Karkasse

tangiert wird, sichert unen festen und sicheren Sitz der Wulste auf einer genormten Steilschulterfelge, so daß es nicht erforderlich ist, eine von der Norm abweichende Sonderfelge zu benutzen. Als torsionssteife Wulstkerne kann man gebündelte Wulstkerne verwenden, deren Querschnitt in der Axialrichtung breiter ist als in der Radialrichtung. Als besonders vorteilhaft haben sich Wulstkerne erwiesen, die aus drei einzelnen, sich berührenden im Dreiecksverband angeordneten Wulstringen gebildet sind, wie sie in der DE-OS 22 62 420 beschrieben sind.

Die Erfindung ergibt sogar überraschenderweise eine Verbesserung der Abnutzungsfestigkeit des Reifens, die es ermöglicht, den für Reifen gleicher Größe empfohlenen Aufblasdruck um wenigstens 10% zu senken und dadurch einen zusätzlichen Gewinn an Fahrkomfort, Bodenhaftung und Straßenhaltung zu erzielen.

Die Erfindung erweist sich als besonders wirkungsvoll, wenn die Scheitelbewehrung eine Querkrümmung hat, die höchstens gleich ihrer Längskrümmung ist, und wenn ihre Breite etwa der Breite der Felge entspricht.

Das natürliche Gleichgewichtsprofil der Karkassenbewehrung bezieht sich stets auf deren neutr;ve Faser, unabhängig davon, ob die Karkassenbewehrung aus einer einzigen Lage oder aus mehreren übereinander liegenden Lagen besteht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Die Figur der Zeichnung zeigt einen halben radialen Schnitt durch einen Luftreifen.

Der Reifen hat eine Scheitelbewehrung 1, eine Karkassenbewehrung 2 und einen Wulstkern 3. Es handelt sich um einen schlauchlosen Reifen, der auf einer Felge 8 angeordnet ist.

Die Scheitelbewehrung 1 befindet sich unterhalb des aus Kautschuk bestehenden Laufstreifens 15, und sie enthält vier Lagen 4,5,6,7 von Kabeln, die zweckmäßig aus Stahl bestehen. Die Ränder 41 der Lage 4 sind um die Lage 5 zurückgeschlagen, wodurch die Randzonen der Scheitelbewehrung 1 beträchtlich versteift sind. Zwischen den zurückgeschlagenen Rändern 41 der Lage 4 befindet sie.'· eine schmälere Lage 6. Die Lage 7 ist von der nicht dargestellten Reifenachse am weitesten entfernt und deckt die Gesamtheit der Lagen 4,5 und 6 ab. Die Aufgabe der Lage 7 besteht darin, die Lagen 4,5 und 6 gegen Einschnitte zu schützen. Zu diesem Zweck kann die Lage 7 mit Hilfe von Kabeln, z. B. aus Polyamid oder mittels elastischer Stahlkabel verstärkt sein. Die Scheitelbewehrung hat eine verhältnismäßig geringe Krümmung, und sie liegt praktisch auf ihrer gesamten Breite L an der Karkassenbewehrung 2 an. Die Breite L entspricht im wesentlichem der Breite /der Felge.

Die Karkassenbewehrung 2 besteht aus einer einzigen Lage 10 aus radialen Stahlkabeln mit einem verhältnismäßig kurzen Abschnitt 11, der um den Wulstkern 3 zurückgeschlagen ist.

Der Wulstkern 3 setzt sich aus drei einzelnen Wulstringen 31, 32, 33 zusammen, die im Dreiecksverband angeordnet sind, so daß der Wulstkern sehr torsionssteif ist. Jeder einzelne Wulstring steht gleichzeitig mit den beiden anderen in Berührung. An der Außenseite der Karkassenbewehrung 2 enthält die Wulst 12 eine Lage 13 aus Fäden oder Kabeln, die zur Umfangsrichtung leicht geneigt verlaufen. Hierdurch wird der äußere Bekleidungsgummi 14 verstärkt, der die Wulst 12 gegen den Druck des Randes 83 der Felge 8 schützt, wobei jedoch die Nachgiebigkeit dieses Reifenabschnittes nicht vermindert wird.

Die Felge 8 ist eine übliche genormte Steilschulterfelge. Sie hai ein Tiefbett 81 für die Montage von schlauchlosen Reifen und einen Wulstsitz 82, der eine Neigung von 15° aufweist und in dem Felgenrand 83 ausläuft

Die Karkassenbewehrung 2 tangiert den Wulstkern 3 an der Innenseite des Reifens. Das mit voller Linie (Bezugszeichen 10) gezeichnete Profil der neutralen

ίο Faser der Karkassenbewehrung 2 verläuft bei auf der Felge montiertem und aufgeblasenem Reifen von der Kontaktzone mit der Scheitelbewehrung 1 beim Radius Ra bis zur Kontaktzone mit dem Wulstkern .3 beim Radius Rt gemäß der Kurve des natürlichen Gleichgewichts, die sich bekanntlich nach der folgenden Gleichung berechnen läßt:

R¹-R]

Aus dieser Gleichung bestimmt si'-h der Winkel Φ zwischen der Tangente an das Gleicrijfeschwichtsprofil und einer Parallelen zur Drehachse des Reifens an einer Stelle mit dem Radius R von der Drehachse. Dabei ist Re der Radius des Gleichgewichtsprofils an der axial breitesten Stelle und Rs der Radius des von der Drehachse am weitesten entfernten Scheitels des Gleichgewichtsprofils, der in der Symmetrieebene, d. h. in der Äquatorialebene der Karkasse liegt.

jo Die Länge der Karkassenfäden zwischen der Kontaktzone mit der Scheitelbewehrung beim Radius Ra und der Kontaktzone mit dem Wulstkern beim Radius Rt läßt sich aus der folgenden Gleichung berechnen:

_:= J

(R]-R])AR

(R] -RlY-(R² -Rl)²

Das Verhältnis H/B der Höhe H der Karkassenbewehrung 2 zu der größten axialen Breite B der Karkassenbewehrung beträgt höchstens 0,6.

Zum Vergleich ist durch die strichpunktierte Linie 16 der Verlauf des Karkassenprofils eines Luftreifens nach

4-) dem Stand der Technik dargestellt.

Bei einer praktischen Ausführung ein^s Reifens mit den Abmessungen 11/50 — 22.5 kann man der Scheitelbewehrung eine Breite L von 200 mm geben. Die Breite /der Felge bestimmt sich nach den Normen mit 210 mm,

w entsprechend einem Radius von 285 mm. Der Radius Rt der Stelle, an welcher die Karkassenbewehrung 2 den zusammengesetzten Wulstkern 3 tangiert, beträgt 300 mm. Die größte Breite B der Karkasse beläuft sich auf 268 mm. Der Radius Re beträgt 358 mm. Die Kcirkassenbewehrung ist für einen Radius Re von 411 mm vorgesehen. Aus den vorstehenden Zahlenwerten ergibt sich die Größe des Winkels Φ,, welcher von der Tangente an die Berührungsstelle der Karkassenbewehrung 2 mit dem Wulstkern 3 gebildet wird. Die Größe dieses Enkels ist Ί8⁰. Der Wert des Verhältnisses H/B ist bei diesem Ausführungsbeispiel 0,47.

Dieser Reifen hat, bezogen auf die beförderte Tonne, ein Gewicht von 13,2 kg, während ein dem Stand der

ei Technik entsprechender Reifen ein Gewicht von 14,8 kg hat, also ί ί ^n/o schwer ?r ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Zur Verwendung auf einer genormten Steilschulterfelge bestimmter Luftreifen für Lastfahrzeuge mit einer Karkassenbewegung aus radialen, an torsionssteifen Wulstkernen verankerten Fäden oder Kabeln und einer aus wenigstens zwei Lagen von parallelen, sich lagenweise unter einem Weinen Winkel kreuzenden Fäden oder Kabeln bestehenden Scheitelbewehrung mit verstärkten Rändern, wobei die Karkassenbewehrung in den Seitenwänden von der Kontaktzone mit der Scheitelbewegung ab ihrem natürlichen Gleichgewichtsprofil folgt, dadurch gekennzeichnet, daß bei auf der Felge montiertem und aufgeblasenem Reifen das Verhältnis H/B der Höhe H zur größten axialen Breite B des Profils der Karkassenbewehrung (10) höchstens 0,6 ist und daß der dem natürlichen Gleichgewichtsprofil folgende Karkassenverlauf derart bis zu der Kontaktzone mit dem Wulstkern (3) reicht, daß das natürliche Gleichgewichtsprofil (3) den Wulstkern (3) längs der Kontaktzone tangiert.