DE1680442A1

DE1680442A1 - Luftreifen

Info

Publication number: DE1680442A1
Application number: DE19681680442
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Current assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Priority date: 1967-02-06
Filing date: 1968-02-02
Publication date: 1971-04-01
Also published as: ES350199A1; LU55413A1; NL6801424A; US3578054A; BE710010A; GB1198173A; SE336744B; NL142625B; FR1526991A

Description

ΜΙΟΗΕΙ,ΙΝ & CIE. (Compagnie Generale des Etablissements Michelin)

CltERMONT-FERRAMI) ^Frankreich

unser Zeichen; M 1091

luftreifen

Die Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen an Luftreifen und insbesondere solchen mit radialer Karkasse. Dabei betrifft die Erfindung sowohl die Reifen selbst als auch Verfahren zu ihrer Herstellung und die Verwendung der Reifen.

Es wurde beobachtet, daß alle Luftreifen und insbesondere solche mit radialer Karkasse in mehr oder weniger hohem MaBe eine Eigenschaft haben, die für jeden Reifen charakteristisch ist und sich in einer Wirkung offenbart, die derjenigen eines Radsturzes entspricht. Ein Radsturz eines

Pr/Sr.

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Rades

Rades liegt bekanntlich dann vor, wenn seine Achse und somit diejenige des von dem Rad getragenen Reif ens gegenüber der Horizontalebene geneigt ist. Diese Eigenschaft des Luftreifens, welche nachfolgend .als "scheinbarer Radsturz" bezeichnet wird, kann insbesondere unter den folgenden Bedingungen beobachtet werden. Venn.man eine Achse auf einer Seite mit einem Reifen bestückt, dessen scheinbarer Radsturz Null oder sehr gering ist, während die andere Seite einen Reifen von gleichem Modell und beliebigem scheinbarem Radsturz erhält, so kann man feststellen, daß die Achse im allgemeinen die Neigung hat, seitlich, beispielsweise nach rechts, abzuweichen. Wenn man die beiden Räder vertauscht, ohne die Reifen abzunehmen, so hat die Achse die Neigung, in die andere Richtung, in dem betrachteten Seispiel also nach links, abzuweichen. Wenn eine Achse mit zwei Luftreifen bestückt ist, deren scheinbarer Radsturz zufällig Null oder sehr gerbg ist, so läuft die Achse auf einer geraden Linie, ohne nach rechts oder nach links abzuweichen. In gleicher Weise wacht eine mit zwei Luftreifen des gleichen Modells mit beträchtlichen scheinbaren Radsturzen versehene Achse im allgemeinen nach der einen oder anderen Seite ab, es sei denn, daß die scheinbaren Radsturze der beiden Reifen im wesentlichen gleiche Werte haben und die Reifen so angeordnet sind, daß der eine der Achse eine Rechtsabweicbung und der andere der Achse

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eine Linksabweichung zu erteilen die Neigung hat. Mit anderen Worten, der scheinbare Radsturz überträgt sich auf den lauf durch eine Kraft, bei der es sich um eine Druck- oder eine Zugkraft handeln kann und die durch den Reifen der Achse mitgeteilt wird. Diese Kraft kann das Maß des scheinbaren Radsturzes sowohl der Größe als auch der Richtung nach darstellen.

Es hat sich nun gezeigt, daß man aus dem scheinbaren Radsturz, den man als störende Erscheinung stets zu verringern oder zu beseitigen trachtet, auch Nutzen ziehen kann und daß sich aus ihm beträchtliche Vorteile einerseits hinsichtlich der Stabilität des Fahrzeuges und andererseits hinsichtlich der Fabrikation der Reifen ergeben können·

Die Luftreifen gemäß der Erfindung, welche einen scheinbaren Radsturz haben, durch den beim Lauf auf den zugehörigen Achsschenkel bzw. die zugehörige Achse eine Kraft übertragen wird, sind dadurch gekennzeichnet, daß die bei einer Fahrgeschwindigkeit von 10 km/h bei normaler Belastung und normalem Druck und auf ebenem Boden ausgeübte Kraft zwischen Null und 6 $> und zweckmäßig zwischen 1 und 4 1> der Nennbelastung des Reifens ausmacht und daß die Montierungsseite des Reifens auf dem

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Rad , welche für die Yorder- und Hinterräder verschieden ist, aus einer Angabe auf dem Reifen hervorgeht und von der Richtung und gegebenenfalls von der Größe des scheinbaren Radsturzes des Reifens abhängt.

Me Yerwendungsart der Reifen nach der Erfindung besteht darin', daß die Reifen auf ihren Felgen so montiert werden, daß ihre scheinbaren Radsturze sich vorn durch Zugkräfte, d.h. durch nach außen gerichtete Kräfte ani die Achse oder die Ichs schert?: ;md hinten durch Druck-Irräfte, d.h. durch nach innen gerichtete Kräfte auf die Achse oder die Achssahenkel auswirken.

In abgeänderter Anwendung, nämlich in den Ausnahmefällen, in denen das Ansprechen des Fahrzeuges auf Ausschläge des Steuerrades erhöht werden soll, kann man die Reifen gemäß der Erfindung auch so montieren, daß auf die Achsschenkel vorn Druckkräfte und hinten Zugkräfte übertragen werden.

Verfahren zur Herstellung von Luftreifen gemäß der 3rfindung besteht darin, daß a) auf Maschinen und unter gleichen Bedingungen eine Reihe von luftreifen gleichen Modells hergestellt wird, so daß die Richtung und/oder

die 1098U/0678 BAD R«*«**¹

die Größe des scheinbaren Radsturzes vom Zufall abhängige veränderliche Größen darstellen, b) daß für jeden der Reifen die Richtung und die Größe des scheinbaren Radsturzes festgestellt wird, c) daß diejenigen Reifen ausgesondert werden, deren scheinbarer Radsturz von dem gewünschten Wert zu stark abweicht und d) daß auf den übrigen Mfen mit Hilfe irgendwelcher, in ihrer Bedeutung dem Benutzer bekannter Zeichen die Richtung und gegebenenfalls die Größe des scheinbaren Radsturzes und/oder die Montierungssteilung des Reifens auf der Felge entsprechend seiner Verwendung auf Vorder- oder auf Hinterrädern verzeichnet werden.

Die Vorkehrungen gemäß der Erfindung erklären sich aus den nachfolgenden Betrachtungen:

Trotz aller Anstrergingen, eine Fabrikation gleichmäßig zu gestalten, verbleiben doch immer noch kleine zufällige Unterschiede, die bewirken, daß zwei Reifen ein und derselben Serie nur ausnahmsweise identisch ausfallen. Der scheinbare Radsturz ist als eine der Auswirkungen dieser individuellen Verschiedenheiten anzusehen. Bei einer Serie von Reifen des gleichen Modells eines gebräuchlichen Typs und unter identischen Fabrikationsbedingungen verteilen sich die scheinbaren Radsturze ganz zufällig um einen Mittelwert, der im allgemeinen

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Null

Null ist. Die Hälfte dieser Serie hat einen scheinbaren Radsturz in der einen und die andere Hälfte einen solchen in der anderen Richtung· Im Falle von Radialreifen, deren Herstellung viel schwieriger ist als diejenige der Reifen mit gekreuzter Karkasse, ist die lypenabweichung, gemessen an der Größe des scheinbaren Radsturzes, normalerweise viel größer, woraus sich erklärt, daß der scheinbare Radsturz erst kürzlich Beachtung gefunden hat, nachdem die ersten Reifen mit radialer Karkasse auf den Markt kamen.

!Tatsache ist, daß man die Änderungen des scheinbaren Radsturzes nicht beseitigen, sondern sie durch Verengung der !Toleranzen nur vermindern kann, daß aber andererseits eine Heutralisierung der Auswirkungen des scheinbaren Radsturzes möglich ist, indem man auf der gleichen Achse zwei Reifen montiert, deren scheinbare Radsturze im wesentlichen den gleichen Wert haben, und zwar derart, daß der eine Reifen die Neigung hat, nach rechts abzuweichen, während die Abweichungsneigung des anderen nach links geht. Es versteht sich, daß die Auswirkung des scheinbaren Radsturzes sich verstärkt und nachteilig ist, wenn die beiden Reifen derart montiert sind, daß beide die Aobse in der gleichen Richtung abzulenken 1098U/0676

?*.i.e Erfindung "baut nun auf der Erkenntnis auf, daß es ■"jhT "/orteilbaft ist, zur*Verbesserung der ITahrstabi-

rl^J= ~raf ^eraderStrecke aus den verschiedenen möglichen ; ifölr^tionen die eine auszuwählen, hei der auf die voriges Äcfcässchenkel Zugkräfte und auf die sinteren Achs-

;9:il :1 "Druckkräfte übertragen werden. Theoretisch macht ; in Unterschied aus, wenn hei einem sich auf gera- ::* S^^ecka hei nicht eingeschlagenen Vorderrädern lau- äeß fahrzeug die Reifen in beliebiger Weise montiert : id,"crausgesetzt, d;:@ Ixe scheinbaren Radsturze der Telfen ein und derselben Achse entgegengesetzt gerich- ~:^t sind· In Wirklichkeit ist dies jedoch nur auf einem vollkommen ebenen Boden und auch nur dann richtig, wenn keinerlei von außen kommende Störungen auftreten. Derartig ideale Bediiqgmgen 3ind jedoch in der Praxis niemals anzutreffen. Unter allen möglichen Kombinationen sichert diejenige, bei der der scheinbare Radsturz der Reifen dazu ausgenutzt wird, um auf die vorderen Achssohenkel Zugkräfte und auf die hinteren Achsschenkel Druckkräfte auszuüben, weit besser einen geradlienigen lauf als die anderen möglichen Kombinationen, weil die erstgenannte Kombination selbstkorrigierend wirkt. Dieses 3\·'*·9«v.'\a hängt nur von der Richtung und der Größe des achtir:z^TQiL Radsturaee :eo1 ai^bt davon ab, ssie es a

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wurde

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wurde. Diese optimale Kombination ist im besonderen der Kombination überlegen, welche üblicherweise angewandt wird, indem die vier Reifen in gleicher Weise montiert werden, d.h. derart, daß sie alle auf ihre zugehörigen Achsschenkel entweder eine Zugkraft oder eine Druckkraft ausüben. Indessen kann in gewissen Ausnahmefällen die _Ä der optimalen Kombination entgegengesetzte Kombination» a.h. eine solche, bei der der scheinbare Radsturz dazu benutzt wird, um auf die vorderen Achsschenkel !Druckkrafte ind auf die hinteren Ach-pc-henkel Zugkräfte auszuüben, einen gewissen Vorteil bieten, indem das Fahrzeug besser auf Ausschläge des Steuerrades reagiert, wodurch einem Übermaß an Stabilität abgeholfen werden kann.

Eine Anordnung, bei welcher ein gleicher Reifen vorn und hinten mit verschiedener Richtung auf der Felge montiert ist, ist bereits in der belgischen Patentschrift Nr. 690 O63 beschrieben, jedoch nur im Fall von Reifen mit unsymmetrischer Struktur, wobei die Unsymmetrie dazu benutzt wird, um den Ablenkungskoeffizienten der beiden Reifenseiten unterschiedlich zu machen.und nicht, um einen systematischen scheinbaren Radsturz in einer bestimmten Richtung ins Spiel zu bringen. Im vorliegenden PaHe handelt es sich jedoch entweder um Luftreifen

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mit symmetrischer Struktur oder mit einer nur zufälligen Restunsymmetrie oder um Luftreifen mit unsymmetrischer Struktur und einem systematischen und gewollten scheinbaren Radsturz, deren Stellung auf der Felge mit der Richtung des scheinbaren Radsturzes in Zusammenhang steht. Nach der vorausgegangenen Beschreibung ist die empfohlene Montierung sowohl mit einem Fehlen von Zugoder Druckkräften als auch mit dem Vorhandensein entweder von Zug- oder von Druckkräften vorn wie hinten vereinbar.

Ein anderes Merkmal der Erfindung ist die Erkenntnis, daß es Vorteile bietet, systematisch für einen scheinbaren Radsturz ztj/sorgen, der nicht Null ist, was bisher als Mangel angesehen wurde. Diese Erkenntnis führt dazu, bei der Fabrikation systematisch eine Unsymmetrie vorzusehen, welche unter Berücksichtigung der Streuung allermeistens einen scheinbaren Radsturz ergibt, der nicht Null ist. Man kann dies sehr leicht mit Hilfe einer geringen Konizität der Lauffläche oder der Bewehrungsschichten oder auch durch, eine axiale Verschiebung der Schichten gegenüber der Lauffläche oder durch irgendeine andere entsprechende Unsymmetrie des Aufbaues gegenüber der Äquatorialebene des Reifens erreichen.

Damit der Benutzer die für ein Fahrzeug bestimmten Rei-

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fen richtig montieren kann, ist es zweckmäßig, die mit dem scheinbaren Radsturz des Reifens zusammenhängende, "beim Montieren zu "beachtende Stellung auf dem Reifen zu verzeichnen. Weiterhin kann es zweckmäßig sein, auf dem Reifen nicht nur die "bei der Montierung zu beachtende Stellung, die vorn und hinten verschieden ist, sondern auch noch, die Größe des scheinbaren Radsturzes anzugeben, um auf diese Weise die Möglichkeit zu schaffen, auf der gleichen Achse zwei Reifen einander zuzuordnen, deren scheinbare Radsturzwerte gleich oder wenigstens äbiich sind. In gewissen Fällen, die von dem Fahrzeugmodell abhängen, kann es vorteilhaft sein, entweder vorn oder hinten Reifen zu verwenden, die auf einer Achse einen größeren scheinbaren Radsturz haben als auf der anderen Achse. Es ist jedoch nicht unbedingt notwendig, daß die Größenordnung des scheinbaren Radsturzes angegeben wird, wenn sich diese stets unterhalb einer niedrigen Grenze hält.

Andererseits hat die Erfahrung gezeigt, daß es für jedes Fahrzeugmodell einen optimalen Wert des scheinbaren Radsturzes gibt und dieser liegt meistens zwischen 1 und 4 # der von dem Reifen aufgenommenen statischen Belastung. Das bedeutet, daß die Druck- oder Zugkräfte, denen die Achse oder das Fahrzeug infolge des scheinbaren Radsturzes eines Reifens unterliegt » zwischen etwa 1 und 4 £ der

Nominalbelastung des Reifens ausmachen sollen· In 1098U/0676

jswisssr ?äilen >anii je isäoc': Torteilfcaft sein, mit diesem ¥ert unter 1 $ oder über 4 $ sn gehen, ohne jedoch 6 $> zu überschreiten. Ss hängt dies außer von dem Fahrzeugmodell von dem Reifentyp ab, Im übrigen xann mar für die Reserveräder Reifen ^Trer-if9Men, welche Milieu, nur geringen oder lull betragenden scheinbaren iiadsGur^ haben und swar mit einer Montierungsstellung, Ms ier;"3nigen der Reifen der Vorderräder entspricht.

'J·*a Teriahren zur Herstellung von Reifen gemäß der ifindung kennzeichnet sich, wie schon gesagt, dadurch, XiS "bei der iPabriks i:,;u die Richtung und gegebenenfalls lie 3-röße des scheinen^aE Hadsturzes ^edes Reifens berüoksicbiigt werden und iaß man auf dem Reifen die Montagerichtung bzw. -stellung und gegebenenfalls die Größe des scheinbaren Radsturzes mit Hilfe von Zeichen vermerkt, deren Bedeutung den Benutzern bekannt ist, damit sie in der lage sind, die Reifen in geeigneter Weise paarweise zusammenzustellen und zu montieren.

Die Feststellung des scheinbaren Radsturzes ist leicht durchzuführen. Man kann dabei beispielsweise folgendermaßen vorgehen:

Man beginnt damit, daß man aus einer Anzahl von Reifen

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der gleichen Ser^e einen Reifen mit mögliebst geringem scheinbarem Radsturz; auswählt. Zu diesem Zweck montiert man auf einer Achse, die mit einem Dynamometer versehen ist, welches die von dem scheinbaren Radsturz der Reifen herrührenden Druck- und Zugkräfte aufzeichnen kann, sinerseits einen willkürlich ausgewählten Bezugsreifen und andererseits nacheinander eine Anzahl weiterer 3-eifen, Es werden nun die Druck- bzw. Zugkräfte gemesssn, denen die Achse unterliegt, wenn die Reifen mit einer bestimmten Geschwindigkeit, also etwa 10 km/h saufen, und zwar all lies für die beiden möglichen Stellungen des Bezugsreifens auf der Felge, während der untersuchte Reifen die gleiche Stellung auf der felge behält. Wenn der Durchschnitt bei ein und demselben Reifenpaar für die beiden Stellungen des Bezugsreifens Null oder nahezu Null ist, so ist der scheinbare Radsturz des untersuchten Reifens Null, In einem zweiten Versuchsgang verwendet man als Bezugsreifen einen solchen, dessen scheinbarer Radsturz Null ist. Man liest dann auf dem Dynamometer unmittelbar die infolge des zu untersuchenden Reifens auf die Achse einwirkende Kraft und vermerkt außerdem, ob es sich um eine Druck- oder eine Zugkraft handelt. Diese Messung wird bei einer Geschwindigkeit von 10 km/h und unter konstanten Versuchsbedingungen vorgenommen. Es ist wesentlich, die Mess ; c iaf einer Achse vorzunehmen, die

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notwendigerweise

notwendigerweise mit zwei Reifen des gleichen Modells bestückt ist, wobei bei dem einen Reifen der scheinbare Radsturz bekannt und zweckmäßig Null ist. Insbesondere wird hierdurch der Einfluß eines etwaigen systematischen Fehlers ausgeschaltet und außerdem wird dadurch sichergestellt, daß die beiden auf der Achse montierten Reifen, abgesehen von ihrem scheinbaren Radsturz, als identisch betrachtet werden können.

Es ist bekannt, daß bei einer freilaufenden dynamometrischen Achse, die von dem in der Achse zwischen den beiden Rädern eingeschalteten Dynamometer gemessener Axialkraft gleich der Hälfte der Differenz der Axialkräfte ist, denen das eine und das andere Rad unterliegt. Die auf das Dynamometer übertragene Kraft wird nämlich durch gleiche Gegenkräfte ausgeglichen, wäLche von der Fahrbahn beim lauf auf jedes der Räder übertragen werden. Wenn der scheinbare Radsturz eines der Reifen gleich Null ist, so zeigt das Dynamometer die Hälfte des scheinbaren Radsturzes des anderen Reifens an.

Wie man siebt, ist es mittels des beschriebenen Verfahrens möglich, in den meisten Fällen mit Vorteil Reifen zu verwenden, deren scheinbarer Radsturz einen Wert hat, bei dem der Reifen als Ausschuß betrachtet werden mußte. Aufgrund der Erfindung werden solche Reifen jedoch nicht

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mehr als Ausschuß behandelt, sondern sie können sogar dazu beitragen, die Richtungsstabilität des Fahrzeuges auf g*K^!\ der Strecke zu verbessern.

Die beigefügte Zeichnung zeigt eine dynamometrische Achse, mit deren Hilfe die Messung des scheinbaren Radsturzes erfolgen kann. Die beiden Reifen 10 und 12 sind auf Halbachsen 14 bzw. 16 montiert.Die Halbachse 14 ist mit einem Zylinder 18 verbunden, während die Halbachse 16 mit einem in dem Zylinder 18 verschiebbaren Kolben 20 in Verbindung steht. Auf beiden Seiten des Kolbens 20 befinden sich kalibrierte !Federn 22 bzw. 24. Ein mit dem Kolben fest verbundener Zeiger 26 ragt durch einen längsscblitz des Zylinders hindurch und bewegt sich vor einer Skala 28 mit mittlerem Nullpunkt 30. Dieser Zeiger gibt die auf das Dynamometer übertragene Kraft an. Eine solche Achse kann einen Teil eires Fahrzeuges „bilden oder so geschleppt werden, daß sie sich mit der gewünschten Geschwindigkeit bewegt.

Die Erfindung ist selbstverständlich von der Terminologie unabhängig, die man zur Bezeichnung des scheinbaren Radsturzes oder jeder anderen ähnlichen Erscheinung verwenden kann. Es versteht sich weiterhin, daß der optimale Wert des scheinbaren Radsturzes und die Stellung der Reifen auf den Fahrzeugen von den Mitteln unabhängig sind, durch welche der scheinbare Radsturz erzielt wird. Schließlich ist die Erfindung auch von den Mitteln und Maschinen unabhängig, die zur Prüfung der Reifen verwendet werden, wovon zahlreiche Modelle in Präge kommen. '

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Claims

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■*.) luftreifen, insbesondere mit radialer Karkasse, der einen scheinbaren Rsasturz bat and dadurch beim !■auf auf das ihn tragende Rad bzw. dessen Aehse iins Kraft ausübt, dadurch gekennzeichnet, daß die Dei siner Laufgeschwindigkeit von 10 km/h, bei normaler Belastung und normalem Druck und ebener IFahr- :,5lm ausgeübte Kraft zwischen Null und β # und vorzugsweise zwischen 1 und 4 % der Nennbelastung des Reifens beträgt vsid daß die für die Vorder- und die Hinterräder verschiedene Stellung des Reifens auf der i"elge auf dem Isifen angegeben ist und von der Richtung und gegebenenfalls von der Größe des scheinbaren Radsturzes abhängt.

2.) Verwendung von Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reifen auf ihren zugehörigen Felgen derart montiert sind, daß ihre scheinbaren Radsturze auf die vorderen Achsen oder Achsschenkel mit Zugkräften, d.h. mit nach außen gerichteten Kräften und auf die unteren Achsen oder Achsschenkel mit Druckkräften, d.h. mit nach innen gerichteten Kräften einwirken.

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3.) Verfahren zur Herstellung von Luftreifen nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

a) auf gleichen Maschinen und unter gleichen Bedingungen eine Serie von Luftreifen von gleichem Modell hergestellt wird, wobei die Richtung und/ oder die Größe des scheinbaren Radsturzes zufällige. Veränderliche darstellen,

b) bei jedem der Reifen der Serie die Richtung und die Größe des scheinbaren Radsturzes gemessen wird,

c) diejenigen Reifen ausgesondert werden, deren scheinbarer Radsturz zu stark von dem gewünschten Wert abweicht und

d) auf den verbleibenden Reifen mittels irgendwelcher, in ihrer Bedeutung dem Benutzer bekannter Zeichen die Richtung und gegebenenfalls die Größe des scheinbaren Radsturzes und/oder die Montierungsstellung der Reifen auf der Pelge, je nachdem ob der Reifen als Vorder- oder Hinterreifen Verwendung findet, verzeichnet waden.

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