DE19715866A1 - Fahrzeugrad - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeugrad bestehend aus einem
Fahrzeugluftreifen und einer einteiligen, Felgenhörner und Wulstsitzflächen
umfassenden Felge, wobei der Fahrzeugluftreifen eine zumindest einlagige
Karkasse, Wulstkerne und Kernprofile, Seitenwände, einen insbesondere mehrlagig
ausgeführten Gürtel und einen profilierten Laufstreifen aufweist.
Es ist bekannt, daß sich im Pannenfall bei Fahrzeugluftreifen, und zwar sowohl bei
PKW als auch bei LKW Reifen, bei einer Weiterfahrt nach dem Entweichen der
Luft, ein instabiler Zustand einstellt, bei dem ein seitliches Auswölben der
Reifenseiten erfolgt, so daß die Seitenwandbereiche in Kontakt mit der Fahrbahn
treten und schon nach sehr kurzer Fahrtstrecke die Reifenseitenwände,
gegebenenfalls auch die darunter liegende Karkasse, an der Berührungsstelle über
den gesamten Umfang beschädigt bzw. zerstört werden.
Es wurden nun bereits Lösungen vorgeschlagen, beispielsweise in der DE-A
24 13 857, um luftleere Reifen fahrtüchtig zu halten. Die aus dieser DE-A bekannte
Lösung sieht vor, an der Innenseite des Reifens eine Lage aus porigem Kautschuk
einzubringen, dessen Zellen mit einem Druckgas gefüllt sind. Eine Realisierung
dieser Idee wäre nicht nur mit beträchtlichem Aufwand verbunden, sondern es ist
fraglich, ob derart aufgebaute Reifen hinsichtlich ihrer Eigenschaften überhaupt
entsprechen könnten.
Bei weiteren bekannten Lösungen ist vorgesehen, an den Reifenseitenwänden
Verdickungen bzw. Notlaufleisten anzubringen. So ist es beispielsweise aus der
DE-A 33 07 960 bekannt, knapp oberhalb der halben Reifenquerschnittshöhe eine
solche Notlaufleiste anzubringen, die aus einem abriebsfesten Gummi bestehen
soll, wobei zwischen der Notlaufleiste und der Reifenkarkasse ein zusätzlicher
Gewebestreifen eingelegt wird.
Solche Notlaufleisten aus abriebsbeständigen Gummi für die Seitenwände
verlängern zwar etwas die erreichbare Notlaufdistanz, führen jedoch in Folge der
lokalen Gummianhäufungen im Seitenwandbereich zu höherem Rollwiderstand,
schlechterem Federungskomfort und größeren ungefederten Massen sowie zu
einer Verteuerung und Verkomplizierung der Herstellung der Reifen. Insgesamt
handelt es sich also auch hier um keine befriedigende Lösung.
Die Erfindung hat sich nun die Aufgabe gestellt, eine Lösung dieses Problems
aufzufinden, mit der nicht nur ein Pannenlauf über eine wesentlich längere Distanz
als bei der bekannten Lösung, insbesondere über eine Distanz von mindestens 25
km, möglich ist, sondern die auch ohne zusätzliche Reifenbauteile auskommt.
Gelöst wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß in zumindest
einer der beiden Reifenschultern, vorzugsweise in beiden, eine in Umfangsrichtung
zumindest im wesentlichen gerade umlaufende und zumindest zum Großteil axial
außerhalb der Bodenaufstandsfläche verlaufende Umfangsrille angeordnet ist, die
in der Reifenschulter derart positioniert ist, daß bei drucklosem Reifen vom
Felgenhorn im Bereich der Umfangsrille Druck ausgeübt wird.
Durch die mit dem Felgenhorn zusammenwirkende Umfangsrille tritt der Effekt auf,
daß die sich bei drucklosem Reifen bildende Seitenwandfalte soweit vom Boden
abhebt bzw. die Seitenwandfalte soweit entlastet wird, daß sie entweder überhaupt
nicht mehr mit dem Untergrund in Berührung tritt oder etwaige Berührungsstellen
derart geringem Druck unterliegen, daß nur eine unwesentliche Beschädigung der
Seitenwand auftritt. In Versuchen hat sich jedenfalls herausgestellt, daß es mit
erfindungsgemäß ausgeführten Reifen ohne weiteres möglich ist, im Pannenfall,
also mit drucklosem Reifen, bei einer Fahrgeschwindigkeit von etwa 80 km/h eine
Fahrtstrecke von mindestens 25 km zurückzulegen.
Dabei sollte die Breite der Umfangsrille, bei neuem Reifen an der
Reifenprofiloberfläche gemessen, zumindest der Breite des Felgenhornes
entsprechen. Bei einem PKW-Reifen ist es dabei von Vorteil, wenn die Breite der
Umfangsrille um mindestens 1 mm, insbesondere um 3 bis 7 mm, größer ist als die
Breite des Felgenhornes. Bei LKW-Reifen sollte die Breite der Umfangsrille die
Breite des Felgenhornes um ein Ausmaß übersteigen, welches 25 bis 75% der
Profiltiefe entspricht.
Auch die Ausgestaltung des Querschnittes der Umfangsrille spielt eine gewisse
Rolle. Die Umfangsrille wird dabei so ausgebildet, daß sie im Querschnitt
asymmetrisch gestaltet ist und unterschiedlich lange Flanken besitzt, von welchen
die kürzere Flanke die axial äußere ist. Dadurch wird der erzielte Effekt, daß der
Bodendruck auf die Seitenwandfalte stark verringert wird, unterstützt.
In diesem Zusammenhang ist es auch günstig, wenn die Lage der Umfangsrille am
Reifen bzw. im Reifenschulterbereich optimal festgelegt wird. Dabei sollte bei
PKW-Reifen die axial äußere Randkante der Umfangsrille von der Randkante der
breitesten Gürtellage axial nach außen oder axial nach innen um höchstens bis zu
30 mm, insbesondere um bis zu 10 mm, entfernt liegen. Bei LKW-Reifen wird die
optimale Lage der Umfangsrille ebenfalls durch die Lage der axial äußeren
Randkante der Umfangsrille bestimmt, wobei diese von der Randkante der
breitesten Gürtellage axial nach außen oder axial nach innen um bis zu 60 mm,
insbesondere bis zu 30 mm, entfernt liegen sollte.
Auch die Dimensionierung des Kernprofiles und der Seitenwände nehmen einen
Einfluß auf die erzielbare Notlaufdistanz. In diesem Zusammenhang hat sich als
günstig herausgestellt, wenn die Seitenwände möglichst dünn ausgeführt werden
und insbesondere eine Dicke ≦2 mm besitzen. Die Kernprofile sollten so
ausgeführt sein, daß sie vom Eckpunktsdurchmesser der Felge aus gemessen bis
auf eine Höhe reichen, die zwischen 15 und 25% der Reifenhöhe beträgt.
Auch eine Abstimmung der Lage der Umfangsrille auf die Felge ist von einer
gewissen Bedeutung und kann einen günstigen Einfluß auf die erzielbare
Fahrstrecke im Pannenlauf haben. Dabei sollte die halbe Felgenmaulweite der
Felge größer sein als der Abstand der axial inneren Randkante der Umfangsrille
von der Reifenäquatorebene. Bei PKW-Reifen sollte die halbe Felgenmaulweite um
höchstens 15 mm größer sein als der erwähnte Abstand, bei LKW-Reifen um
höchstens 25 mm.
Wie bei den meisten Reifen, die für einen Pannenlauf im drucklosen Zustand
ausgerüstet sind, ist es auch hier von Vorteil, wenn in das Reifeninnere eine
entsprechende Schmierpaste, beispielsweise Polyethylenglykol oder
Polypropylenglykol eingebracht wird, um eine mögliche Erwärmung des Reifens
durch Reibung im Pannenlauf bzw. im drucklosen Zustand gering zu halten.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nun anhand der
Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel darstellt, näher beschrieben. Dabei zeigt
Fig. 1 schematisch einen Querschnitt durch einen gemäß der gegenständlichen
Erfindung ausgeführten, auf einer Felge montierten Fahrzeugreifen und Fig. 2
schematisch einen teilweisen Querschnitt durch den Reifen gemäß Fig. 1 in der
Notlaufstellung.
Die in Fig. 1 nur teilweise dargestellte Felge 1 ist eine der üblichen einteiligen
Tiefbettfelgen mit Felgenhörnern 2, Wulstsitzflächen 3 und an diese anschließend
je einem Felgenhump 4.
Beim dargestellten Reifen 5 handelt es sich um einen PKW-Radialreifen, der die für
PKW-Reifen üblichen Bauteile, wie eine Innenplatte 6, eine einlagige Karkasse 7
deren freie Endbereiche Wulstkerne 8 umschlingen, axial außerhalb der Wulstkerne
8 Kernprofile 9, ferner Seitenwände 10, einen Gürtel 11, der bei der dargestellten
Ausführungsform zwei Gürtellagen 11a und eine Bandagenlage 11b umfaßt und
einen Laufstreifen 12 aufweist. Die beiden Gürtellagen 11a bestehen in bekannter
Weise aus jeweils parallel zueinander angeordneten, in Gummi eingebetteten
Festigkeitsträgern, insbesondere aus Stahlcord, wobei sich die Festigkeitsträger in
den beiden Lagen kreuzen. Die Bandagenlage 11b ist als einzelne Lage
ausgeführt, die die beiden Gürtellagen 11a komplett abdeckt und aus in Gummi
eingebetteten zumindest im wesentlichen in Reifenumfangsrichtung verlaufenden
textilen Festigkeitsträgern, beispielsweise aus Nylon, besteht. Diese Bandagenlage
11b kann eine sogenannte Spulbandage sein, bei der ein die Festigkeitsträger
beinhaltendes Band um den Gürtel gewickelt wird.
Bei der gegenständlichen Erfindung geht es darum, durch entsprechende
Maßnahmen, jedoch ohne zusätzliche Reifenbauteile, sicherzustellen, daß mit
diesem Reifen im Pannenfall über eine größere Distanz, die insbesondere
mindestens 25 Kilometer betragen soll, mit einer Fahrgeschwindigkeit von bis zu
etwa 80 km/h weitergefahren werden kann.
Erfindungsgemäß besitzt nun der Reifen 5 zumindest in einem seiner
Schulterbereiche, insbesondere zumindest im Außenschulterbereich, welcher jener
Schulterbereich ist, der bei am Fahrzeug montierten Reifen 5 dem Fahrzeug
abgewandt ist, eine besonders gestaltete Umfangsrille 13, die im Pannennfall, bei
drucklosem Reifen 5, in "Wechselwirkung" mit dem dieser Reifenseite zugehörigen
Felgenhorn 2 tritt, derart, daß vom Felgenhorn 2 auf den Reifen im Bereich der Rille
13 einen Druck ausgeübt wird und ein Moment entsteht, welches die Seitenwand
vom Untergrund entlastet bzw. abhebt. Bevorzugt werden an beiden
Schulterbereichen des Reifens 5 erfindungsgemäße Umfangsrillen 13 vorgesehen.
Die Rille 13 liegt zumindest großteils, bevorzugt zur Gänze, axial außerhalb der
Breite BL, die der größten Breite des Laufstreifens 12 in der Bodenaufstandsfläche
entspricht, ermittelt mit einem Reifen, welcher auf seiner Normfelge aufgebracht ist
und sich unter Maximallast und zugehörigem Innendruck gemäß E.T.R.T.O.
Standards Manual befindet.
Jede Rille 13 ist als in Umfangsrichtung gerade umlaufende Rille ausgebildet und
ist, im Querschnitt betrachtet, asymmetrisch gestaltet, wobei ihre axial äußere
Flanke zumindest im wesentlichen in radialer Richtung verlaufend ausgerichtet ist,
die zweite axial innere Flanke die längere Flanke ist, die unter einem Winkel von 45
bis 60° zur Radialen verläuft. Die Umfangsrille 13 besitzt dabei eine tiefste Stelle,
wo sie bis an die Gummierung der Gürtelbandage heranreicht bzw. nahezu
heranreicht. Die Breite b der Umfangsrille 13 an der Reifenoberfläche sowie ihre
Lage im Schulterbereich des Reifens 5 ist ferner auf die Felge 1, auf der der Reifen
5 montiert ist, insbesondere auf die Lage und die Abmessungen des Felgenhornes
2, abgestimmt.
Die Breite b der im Querschnitt asymmetrischen Umfangsrille 13 wird zumindest
gleich breit gewählt wie die Breite a des Felgenhornes einer zum Reifen
gehörenden Felge. Unter "zum Reifen gehörende Felgen" sind jene zu verstehen,
die gemäß E.T.R.T.O. Standards für einen Reifen einer bestimmten Dimension
spezifiziert sind. Fig. 1 zeigt, daß die Breite a in axialer Richtung gemessen wird,
und zwar zwischen der Wulstanlagefläche und dem axial äußeren Rand des
Felgenhornes. Insbesondere sollte zwischen b und a eine Differenz von mindestens
1 mm vorliegen, vorzugsweise sollte b um 3 bis 7 mm größer sein als die
Hombreite a.
Auch die Lage der Umfangsrille 13 im Schulterbereich des Reifens ist von
Bedeutung. Die Umfangsrille 13 sollte, in axialer Richtung betrachtet, so positioniert
sein, daß ihre axial weiter außen gelegene Randkante im Intervall von +30 mm bis
-30 mm relativ zur Randkante der breitesten Gürtellage 11a zum Liegen kommt.
Das heißt, daß diese Randkante der Umfangsrille 13 bis zu 30 mm axial weiter
außen und bis zu 30 mm axial weiter innen liegen kann, als die Randkante der
breitesten Gürtellage 11a. Vorzugsweise beträgt dieses Intervall in beide
Richtungen 10 mm, das heißt, daß die Außenkante, in axialer Richtung betrachtet,
gegenüber der Randkante der breitesten Gürtellage 11a um bis zu 10 mm versetzt
sein kann.
Wie Fig. 2 zeigt, wird durch die gegenseitige Lage von Felgenhorn 2 und
Umfangsrille 13 sichergestellt, daß im Pannenlauf des Reifens 5 das Felgenhorn 2
über den Wulstbereich auf den Reifen im Bereich der Rille 13 einen Druck ausübt,
wodurch die sich bei drucklosem Reifen bildende Seitenwandfalte soweit vom
Bodendruck entlastet wird, daß die Seitenwand gar nicht oder kaum noch mit dem
Untergrund in Berührung tritt und somit relativ wenig beschädigt bzw. abgerieben
wird und ein Weiterfahren mit dem Reifen über eine relativ weite Distanz ermöglicht
ist.
Zur Unterstützung des auf die Seitenwand ausgeübten, im Sinne eines Abhebens
derselben vom Untergrund wirkenden Moments ist es günstig, wenn die über den
Wulstkernen 8 angeordneten Kernprofile 9 relativ kurz ausgeführt sind. Die
Kernprofile 9 sollten bis auf eine Höhe h, vom Eckpunktsdurchmesser der Felge 1
gemäß E.T.R.T.O. Standards gemessen, reichen, die zwischen 15 und 25% der
Reifenhöhe R beträgt.
Darüber hinaus hat auch die Dicke d der Seitenwände 10 einen Einfluß auf
Verformung des drucklosen Reifens 5. Die Seitenwände 10 sollten möglichst dünn
ausgeführt sein, wobei sie eine maximale Dicke d ≦2 mm, insbesondere von 1,3 bis
1,7 mm, besitzen sollten. Die durch die relativ kurz ausgeführten Kernprofile 9 und
die relativ dünn gestalteten Seitenwänden 10 bewirkte leichtere Verformbarkeit der
Reifenseite begünstigt das Abheben der Seitenwandfalte von der
Straßenoberfläche.
Wie sich ferner herausgestellt hat, ist auch das Querschnittsverhältnis des Reifens
von einer gewissen Bedeutung. Wie bekannt, ist das Querschnittsverhältnis das
Verhältnis der Reifenhöhe R zur maximalen Querschnittsbreite B, wobei die
erreichbare Notlaufdistanz bei Reifen, die ein Querschnittsverhältnis von ≦0,6
besitzen etwas größer ist als bei Reifen mit einem größeren Querschnittsverhältnis.
Um die Reibungswärme im Reifeninneren gering zu halten ist es von Vorteil, das
Reifeninnere mit einer entsprechenden gummiverträglichen Schmierpaste zu
schmieren, beispielsweise mit in Seife emulgierten Polyglycolen, insbesondere
Polyethylenglycol oder Polypropylenglycol.
Die Lage der Rille 13 am Reifen sollte ferner auf die Felge abgestimmt werden,
wobei die halbe Felgenmaulweite m, gemessen vom Eckpunktsdurchmesser der
Felge, um höchstens 15, insbesondere um bis zu 10 mm größer sein sollte als der
Abstand s der axial inneren Randkante der Rille 13 von der Reifenäquatorebene.
Auch der Abstand W zwischen dem radial höchsten Punkt eines der beiden
Felgenhörner 2 und der Reifenäquatorebene sollte nicht kleiner sein als
die Distanz s.
Es hat sich ferner herausgestellt, daß es günstig ist, wenn
(D+R)/D ≦1,26, insbesondere 1,23,
wobei D der Felgendurchmesser und R die Reifenhöhe ist. Dadurch bleiben die
Scherbelastung und damit die Erwärmung auf der Innenseite der, wie oben
beschrieben, geschmierten Seitenwandfalte besonders niedrig.
Die Erfindung ist nicht auf PKW-Reifen eingeschränkt, auch bei LKW-Reifen kann
das Vorsehen von zumindest einer schulterseitigen, erfindungsgemäß ausgeführten
Umfangsrille die Notlaufdistanz im Pannenfall deutlich erhöhen. Dabei wird bei
LKW-Reifen die Lage der axial äußeren Randkante der Umfangsrille zur Randkante
der breitesten Gürtellage so gewählt, daß das oben beschriebene Intervall +60 mm
bis -60 mm, bezogen auf die Randkante der breitesten Gürtellage, beträgt, wobei
dieses Intervall insbesondere +30 mm bis -30 betragen sollte. Bei LKW-Reifen wird
ferner die Breite der Umfangsrille zumindest gleich breit wie die Hornbreite der
zugehörigen Felge gewählt, insbesondere sollte die Rillenbreite die Hornbreite um
25 bis 75% der Profiltiefe übersteigen. Bei LKW-Reifen sollte die Abstimmung der
Lage der Umfangsrille auf die Felge so erfolgen, daß die halbe Felgenmaulweite,
gemessen vom Eckpunktsdurchmesser der Felge, um höchstens 25 mm größer ist
als der Abstand der axial inneren Randkante der Rille von der Reifenäquatorebene.
Claims (16)
1. Fahrzeugrad bestehend aus einem Fahrzeugluftreifen und einer einteiligen,
Felgenhörner und Wulstsitzflächen aufweisenden Felge, wobei der
Fahrzeugluftreifen eine zumindest einlagige Karkasse, Wulstkerne und
Kernprofile, Seitenwände, einen insbesondere mehrlagig ausgeführten Gürtel
und einen profilierten Laufstreifen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in
zumindest einer der beiden Reifenschultern, vorzugsweise in beiden, eine in
Umfangsrichtung zumindest im wesentlichen gerade umlaufende und
zumindest zum Großteil axial außerhalb der Bodenaufstandsfläche verlaufende
Umfangsrille (13) angeordnet ist, die in der Reifenschulter derart positioniert ist,
daß bei drucklosem Reifen vom Felgenhorn (2) im Bereich der Umfangsrille
(13) Druck ausgeübt wird.
2. Fahrzeugrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an der
Reifenoberfläche gemessene Breite (b) der Umfangsrille (13) zumindest der
Breite (a) des Felgenhornes (2) entspricht.
3. Fahrzeugrad mit einem PKW-Reifen, nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Breite (b) der Umfangsrille (13) um mindestens 1 mm,
insbesondere um 3 bis 7 mm, größer ist als die Breite (a) des Felgenhornes (2).
4. Fahrzeugrad mit einem LKW-Reifen, nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Breite der Umfangsrille die Breite des Felgenhornes
um 25 bis 75% der Profiltiefe übersteigt.
5. Fahrzeugrad nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Umfangsrille (13) im Querschnitt asymmetrisch gestaltet ist und
unterschiedlich lange Flanken besitzt, wobei die kürzere Flanke die axial
äußere Flanke ist.
6. Fahrzeugrad mit einem PKW-Reifen, nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die axial äußere Randkante der Umfangsrille
(13) von der Randkante der breitesten Gürtellage (11a) axial nach außen oder
axial nach innen um bis zu 30 mm, insbesondere um bis zu 10 mm, entfernt
liegt.
7. Fahrzeugrad mit einem LKW-Reifen, nach einem der Ansprüche 1, 2, 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die axial äußere Randkante der Umfangsrille von
der Randkante der breitesten Gürtellage axial nach außen oder axial nach
innen um bis zu 60 mm, insbesondere um bis zu 30 mm, entfernt liegt.
8. Fahrzeugrad nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß
das Kernprofil (9), vom Eckpunktsdurchmesser der Felge aus gemessen, bis
auf eine Höhe (h) reicht, die zwischen 15 und 25% der Reifenhöhe (R) beträgt.
9. Fahrzeugrad mit einem PKW-Reifen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 5, 6
oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwand (10) eine Dicke ≦2 mm
besitzt.
10. Fahrzeugrad nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß
die halbe Felgenmaulweite (m) größer ist als der Abstand (s) der axial inneren
Randkante der Umfangsrille (13) von der Reifenäquatorebene.
11. Fahrzeugrad mit einem PKW-Reifen, nach Anspruch 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die halbe Felgenmaulweite (m) um höchstens 15 mm
größer ist als der Abstand (s) der axial inneren Randkante der Umfangsrille
(13) von der Reifenäquatorebene.
12. Fahrzeugrad mit einem LKW-Reifen, nach Anspruch 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die halbe Felgenmaulweite (m) um höchstens 25 mm
größer ist als der Abstand (s) der axial inneren Randkante der Umfangsrille
(13) von der Reifenäquatorebene.
13. Fahrzeugrad nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
daß ins Reifeninnere eine gummiverträgliche Schmierpaste, beispielsweise
Polyethylenglycol oder Polypropylenglycol eingebracht ist.
14. Fahrzeugrad nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet,
daß der Quotient aus dem Felgendurchmesser (D) plus der Reifenhöhe (R) und
dem Felgendurchmesser (D) ≦1,26, insbesondere ≦1,23 beträgt.
15. Fahrzeugrad nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet,
daß der Abstand (W) der radial höchsten Stelle eines der Felgenhörner zur
Äquatorebene zumindest dem Abstand (s) der axial inneren Randkante der
Umfangsrille (13) von der Reifenäquatorebene entspricht.
16. Fahrzeugrad mit einem PKW-Reifen, nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 5, 6,
8 bis 11 oder 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Reifen ein Verhältnis
von Querschnittshöhe (R) zu Querschnittsbreite (B) ≦0,6 aufweist.
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---|---|---|---|
DE1997115866 DE19715866C2 (de) | 1997-04-16 | 1997-04-16 | Fahrzeugrad |
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DE1997115866 DE19715866C2 (de) | 1997-04-16 | 1997-04-16 | Fahrzeugrad |
Publications (2)
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DE19715866A1 true DE19715866A1 (de) | 1998-10-22 |
DE19715866C2 DE19715866C2 (de) | 2002-02-07 |
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ID=7826676
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