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Die
Erfindung betrifft einen Fahrzeugluftreifen mit Reifenwulst mit
Kern und Kernprofil.
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Es
ist bekannt, bei Fahrzeugreifen den Reifenwulst mit einem Reifenkern,
Kernprofilen und Wulstverstärkern
zu versehen. Bei herkömmlichen Wulstkonstruktionen
wird die Karkasseinlage eines Reifens durch eine Umschlingung um
den Reifenkern herum gefesselt, wobei das Einlagenende für Nutzfahrzeuge
im allgemeinen im Wulstbereich endet bzw. den Reifenkern umschlingt.
Endet das Karkasseinlagenende im Wulstbereich, übernimmt die Karkasseinlage
den Hauptteil der radialen Kräfte
und Spannungen des belasteten Reifens unter Betriebsbedingungen.
Je höher
die Beanspruchungen im Reifen sind, desto entscheidender ist der
Einfluss der Kordeigenschaften der Karkasseinlage. Die Kordeigenschaften
werden durch die Kordkonstruktion der Festigkeitsträger wesentlich
beeinflusst. Für
Fahrzeugreifen, die hohen Beanspruchungen ausgesetzt sind, insbesondere
für hochausgelastete
Lkw-Reifen, wird daher eine hochwertige Karkasseinlage gewählt, um
die strukturelle Haltbarkeit insgesamt zu gewährleisten. Eine derartige hochwertige
Karkasseinlage hat jedoch auch bestimmte Nachteile, insbesondere
die damit verbundenen hohen Kosten. Optimale Eigenschaften für den Reifenwulst
bedeuten allerdings nicht automatisch auch, dass diese Karkasseinlage
ebenfalls für
den restlichen Reifenbereich optimale Eigenschaften aufweist.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, einen Fahrzeugluftreifen
zu schaffen, der eine optimierte strukturelle Haltbarkeit besitzt.
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Gelöst wird
die Aufgabe gemäß den kennzeichnenden
Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch, dass die Karkasseinlage im Bereich
des Reifenwulstes aus mindestens zwei Karkasseinlage-Teilen besteht,
wobei die erste Karkasseinlage zumindestens um einen Teilbereich
des Kernes hemmgeschlagen ist und die zweite Karkasseinlage den
Lagenumschlag um den Kern fortsetzt, wodurch die erste Karkasseinlage
fest im Reifenwulst verankert wird, wobei sich die erste Karkasseinlage
und die zweite Karkasseinlage durch ihre Kordeigenschaften wesentlich
unterscheiden.
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Ein
Vorteil der erfindungsgemäßen 2. Wulsteinlage
ist insbesondere darin zu sehen, dass der erfindungsgemäße Fahrzeugluftreifen
eine optimierte Wulsthaltbarkeit besitzt, wobei gleichzeitig die
Eigenschaften der Karkasseinlage des Gesamtreifens im Kopfbereich
oder im Seitenwandbereich nicht negativ beeinflusst werden und unabhängig von
der 2. Wulsteinlage ausgeführt
werden kann.
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Die
Karkasseinlage wird somit im Bereich des Reifenwulstes mindestens
zweiteilig ausgeführt. Der
erste Teil der Karkasseinlage reicht mindestens bis unter den Reifenkern
und wird dort mit den anderen Reifenbauteilen eingeklemmt. Der zweite
Teil der Karkasseinlage setzt den Lagenumschlag um den Reifenkern
fort, wodurch abhängig
von der Ausführung
der erste Teil der Karkasseinlage fest im Reifenwulst verankert
wird.
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Durch
diese Zweiteilung der Kakasseinlage im Bereich des Reifenwulstes
lässt sich
der zweite Teil der Karkasseinlage mit für den Reifenwulst optimalen
Karkasseigenschaften versehen. Die Karkasseigenschaften für den zweiten
Teil der Karkasseinlage besitzen optimierte Festigkeitseigenschaften
für den
Reifenwulst. Der erste Teil der Karkasseinlage ist hingegen für den restlichen
Teil des Gesamtreifens, insbesondere für den Kopfbereich und den Seitenwandbereich
optimiert.
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Dadurch
besitzt der Reifen optimale Fahreigenschaften und eine hohe Laufleistung,
da der Reifenwulst eine hohe Wulsthaltbarkeit besitzt.
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In
einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen,
dass die Korde der ersten Karkasseinlage eine zum Fahrzeugreifen
radiale Orientierung aufweisen, wobei die Korde der zweiten Karkasseinlage
eine zur ersten Karkasseinlage abweichende Orientierung aufweisen
können
und in Umfangsrichtung des Fahrzeugreifens in einem Winkel zwischen
18,5° und
90° angeordnet
sind.
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Durch
diese Orientierung der Korde in der zweiten Karkasseinlage werden
die Festigkeitseigenschaften des Reifenwulstes erheblich verbessert.
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In
einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen,
dass die erste Karkasseinlage im Bereich der oberen äußeren Kante
des Kernes endet und die zweite Karkasseinlage ohne Überlappung
am Ende der erste Karkasseinlage anliegt. Die beiden Lagenenden
der ersten und der zweiten Karkasseinlage liegen sich somit stumpf
gegenüber.
Dadurch lässt
sich eine solche Wulstkonstruktion relativ einfach herstellen. Ein
derartiges Ausführungsbeispiel
ist in der 1 dargestellt.
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In
einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen,
dass die erste Karkasseinlage im Bereich der unteren äußeren Kante
des Kernes endet und die zweite Karkasseinlage ohne Überlappung
am Ende der erste Karkasseinlage anliegt. Ein Ausführungsbeispiel
zu dieser Ausführungsform
ist in der 2 dargestellt. Diese Wulstkonstruktion
lässt sich
ebenfalls einfach herstellen.
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In
einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen,
dass die zweite Karkasseinlage mit einer Materialüberlappung
am Ende der ersten Karkasseinlage anliegt.
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Dadurch
wird eine Anbindung zwischen dem Lagenende der ersten Karkasseinlage
und dem unteren Lagenende der zweiten Karkasseinlage erzielt. Diese
Anbindung verankert die erste Karkasseinlage fest im Reifenwulst,
wodurch die Wulsthaltbarkeit erheblich erhöht wird.
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In
einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen,
dass die erste Karkasseinlage durch einen um den Kern umgeschlagenen Stahlkordwulstverstärker im
Reifenwulst verstärkt
ist. Der Stahlkordwulstverstärker
trägt zur
Wulsthaltbarkeit bei.
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In
einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen,
dass die zweite Karkasseinlage mit einer Materialüberlappung
am Ende der ersten Karkasseinlage anliegt, wobei die Materialüberlappung
mit dem Stahlkordwulstverstärker
abgedeckt ist.
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Diese
Form der Weiterbildung zeigen insbesondere die 3, 4 und 5.
Durch die Abdeckung der Materialüberlappung
mit dem Stahlkordwulstverstärker
wird die Reifenwulsthaltbarkeit erhöht.
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In
einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen,
dass die erste Karkasseinlage zwischen dem Ende der zweiten Karkasseinlage
und dem Ende des Stahlkordwulstverstärkers eingeklemmt ist. Diese
Form der Weiterbildung zeigt insbesondere die 3.
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In
einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen,
dass die zweite Karkasseinlage zwischen dem Ende der ersten Karkasseinlage
und dem Ende des Stahlkordwulstverstärkers eingeklemmt ist. Diese
Form der Weiterbildung zeigt insbesondere die 5.
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In
einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen,
dass das Ende des Stahlkordwulstverstärkers zwischen der ersten Karkasseinlage
und dem Ende der zweiten Karkasseinlage eingeklemmt ist. Diese Form
der Weiterbildung zeigen insbesondere die 6 und 7.
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In
einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen,
dass die Korde aus einem Stahlmaterial bestehen.
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Korde
aus Stahl besitzen optimale Festigkeitseigenschaften, die ebenfalls
zu einer optimierten Wulsthaltbarkeit beitragen.
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In
einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen,
dass der Durchmesser der Korde in Abhängigkeit von der gewählten Kordkonstruktion
im Bereich zwischen 0,65 und 1,55 mm liegt.
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In
einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen,
dass die Fadendichte der Korde in Abhängigkeit von der zu Grunde
gelegten Kordkonstruktion der zweiten Karkasseinlage in einem Bereich
zwischen 20 und 110 epdm (Enden pro Dezimeter) beträgt.
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Durch
diese Fadendichte der Korde in der zweiten Karkasseinlage wird eine
optimierte Wulsthaltbarkeit erzielt.
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Anhand
eines Ausführungsbeispieles
soll die Erfindung näher
erläutert
werden. Es zeigen:
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1 bis 7:
unterschiedliche Ausführungsbeispiele
zu dem Reifenwulst.
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Die 1 zeigt
schematisch den Reifenwulst 1 des erfindungsgemäßen Fahrzeugluftreifens mit
dem Kernprofil 2. Es handelt sich bei dieser Figur um eine
Radialschnittansicht des Fahrzeugluftreifens, bei der das Kernprofil 2 und
der Kern 3 als Querschnittsprofil dargestellt sind, wobei
im Reifenwulst 1 weitere nicht explizit dargestellte Reifenbauteile
verlaufen. In der Figur ist der rechte Reifenwulst 1 dargestellt
und die unter Druckluft stehende Reifeninnenseite 4 liegt
auf der linken Seite des Reifenwulstes 1. Das Kernprofil 2 setzt
sich aus 2 Kernprofilteilen zusammen.
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Die
Festigkeitsträger
bzw. die Korde der ersten Karkasseinlage 5 sind in radialer
Richtung 8 des Fahrzeugreifens angeordnet. Die erste Karkasseinlage 5 umschlingt
den Kern 3 auf seiner Unterseite und endet etwas oberhalb
der oberen äußeren Kante 11 des
Kernes 3. An dieses Lagenende 10 der ersten Karkasseinlage 5 schließt sich
ohne Überlappung
die zweite Karkasseinlage 6 an. Diese zweite Karkasseinlage 6 besitzt
unter anderem andere Kordeigenschaften als die erste Karkasseinlage.
Beispielsweise besitzen die Korde der zweiten Karkasseinlage 6 eine
andere Orientierung als die Korde der ersten Karkasseinlage. Die
Korde der zweiten Karkasseinlage sind vorzugsweise in einem Winkel
zwischen 18,5° und
90° in Umfangsrichtung
des Fahrzeugreifens angeordnet. Diese Orientierung der Korde der zweiten
Karkasseinlage trägt
wesentlich zur Optimierung der Wulsthaltbarkeit bei.
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Außerdem sind
folgende Varianten vorteilhaft einsetzbar, die die Orientierung
der Korde in der zweiten Karkasseinlage in Umfangsrichtung betreffen:
- a) eine im Wesentlichen vertikale Ausrichtung
in einem Bereich zwischen 85° und
90° zwecks
Aufnahme radiale Beanspruchungen.
- b) eine überwiegend
vertikaler Ausrichtung im Bereich zwischen 68° und 85°, wobei bei dieser Orientierung
hauptsächlich
die Aufnahme radiale Beanspruchungen im Vordergrund stehen würde
- c) eine Ausrichtung im Bereich zwischen 18,5° und 68°, wobei bei dieser Orientierung
hauptsächlich
die Aufnahme radialer und zusätzlich
auch umfangsorientierter Beanspruchungen im Vordergrund stehen würde
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Weiterhin
zeichnen sich die Korde der zweiten Karkasseinlage durch eine optimierte
Fadendichte und einen optimierten Durchmesser der Korde aus. Die
Korde der zweiten Karkasseinlage sind für eine optimale Wulsthaltbarkeit
optimiert. Daher sollte es sich bei der zweiten Karkasseinlage um
einen gummierten mono- oder
mehrfilamentierten Stahlkord handeln, die mit oder ohne Wendel ausgeführt ist.
Vorteilhaft wäre
z. B. der Einsatz folgender Kordkonstuktionen: 3 + 9 oder 1 + 18
oder 3 + 9 + 15.
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Die
Korde der ersten Karkasseinlage sind hingegen für den restlichen Reifenbereich
optimiert, insbesondere für
den Bereich des Laufstreifens und der Seitenwand. Der Reifenwulst
ist außerdem
mit einem Stahlkordwulstverstärker 10 versehen,
der Festigkeitsträger
umfasst, die im Wesentlichen in Umfangsrichtung des Fahrzeugreifens
angeordnet sind. Der Stahlkordwulstverstärker 10 liegt an der
Außenseite
der ersten Karkasseinlage 5 und der zweiten Karkasseinlage 6 an.
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Als
vorteilhafte Kordgummierung käme
eine Gummierung mit folgenden Materialeigenschaften in Frage:
- a) Hardness: 70–80 Shore A
- b) Modul 300%: 12–18
MPa
- c) Tensile Strength: 16–22
MPa
- d) Elongation Break: 300–500%
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Die
bei dem Ausführungsbeispiel
in 1 genannten Materialien oder Kordeigenschaften
sind auf die nachfolgenden Ausführungsbeispiele
der 2 bis 7 übertragbar.
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Die 2 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel,
bei dem die erste Karkasseinlage 5 im Bereich der unteren äußeren Kante 12 des
Kernes 3 endet. Die zweite Karkasseinlage 6 schließt sich
ohne Materialüberlappung
an das Lagenende 10 der ersten Karkasseinlage 5 an.
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Die 3 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
mit einem Reifenwulst 1, bei dem das Ende der ersten Karkasseinalge 5 mit
einer Materialüberlappung
an dem unteren Ende der zweiten Karkasseinlage 6 angeordnet
ist. Diese Materialüberlappung
bewirkt eine feste Verankerung der ersten Karkasseinlage 5 im Reifenwulst 1.
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Die 4 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel,
bei dem die erste Karkasseinlage 5 etwas oberhalb der oberen äußeren Kante 11 des
Kernes 3 endet. Das Lagenende 10 ist mit einer
Materialüberlappung
zwischen der zweiten Karkasseinlage 6 und dem Lagenumschlag
des Stahlkordwulstverstärkers 7 eingeklemmt.
Dadurch wird die erste Karkasseinlage 5 fest im Reifenwulst 1 verankert.
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Die 5 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel,
bei dem die erste Karkasseinlage 5 etwas oberhalb der oberen äußeren Kante 11 des
Kernes 3 endet. Die zweite Karkasseinlage 6 liegt
mit einer Materialüberlappung
am Lagenende 10 der ersten Karkasseinlage an. Die zweite
Karkasseinlage 6 wird zwischen dem Lagenende 10 der
ersten Karkasseinlage und dem Lagenumschlag des Stahlkordwulstverstärkers 7 eingebettet.
Dadurch wird eine feste Verankerung der ersten Karkasseinlage 5 im
Reifenwulst 1 gewährleistet.
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Die 6 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel,
bei dem die erste Karkasseinlage 5 etwas oberhalb der oberen äußeren Kante 11 des
Kernes 3 endet.
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Der
Lagenumschlag des Stahlkordwulstverstärkers 7 ist zwischen
dem Ende 10 der ersten Karkasseinlage 5 und der
zweiten Karkasseinlage 6 eingeklemmt. Dadurch wird eine
feste Verankerung der ersten Karkasseinlage 5 im Reifenwulst 1 gewährleistet.
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Die 7 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel,
bei dem die erste Karkasseinlage 5 etwas oberhalb der oberen äußeren Kante 11 des
Kernes 3 endet.
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Der
Lagenumschlag des Stahlkordwulstverstärkers 7 ist zwischen
dem Ende 10 der ersten Karkasseinlage 5 und der
zweiten Karkasseinlage 6 eingeklemmt. Im Unterschied zu
dem Ausführungsbeispiel
in 6 ist die zweite Karkasseinlage im unteren Bereich
verlängert
und reicht bis unter den Kern 3.
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Dadurch
wird eine feste Verankerung der ersten Karkasseinlage 5 im
Reifenwulst 1 gewährleistet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Reifenwulst
- 2
- Kernprofil
- 3
- Kern
- 4
- Reifeninnenseite
- 5
- Erste
Karkasseinlage
- 6
- Zweite
Karkasseinlage
- 7
- Stahlkord-Wulstverstärker
- 8
- Radiale
Richtung
- 9
- Reifenaußenseite
- 10
- Einlagenumschlag
bzw. Lagenende der 1. Karkasseinlage
- 11
- Obere äußere Kante
des Kernes
- 12
- Untere äußere Kante
des Kernes
- 13
- Materialuberlappung.
