DE2756844A1 - Reifen mit radialer karkasse - Google Patents
Reifen mit radialer karkasseInfo
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Description
. AV NTAK'.VK'.TE
MÖNCHEN _ HAMBURG
TELEFON:555476 8000 M 0 N C H E N 2,
TELEGRAMME: KAR PATE NT MATHI LD EN STRASSE 12
TELEX: 5 29 068 KARP D
W. 43 021/77 12Ach 20. Itezember 1977
Industrie Pirelli S.p.A. Mailand (Italien)
Reifen mit radialer Karkasse
Die Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen für sogenannte Radialreifen, und insbesondere bezieht sich die Erfindung
auf Drahtwulstkerne für schlauchlose Radialreifen, d.h. für Reifen, die ohne Schlauch an einer Felge montiert werden
sollen.
Bekanntlich sind Reifen der genannten Art gewöhnlich an Felgen montiert, die schräge Wulstsitzflächen haben, wobei
der Schrägwinkel mit Bezug auf die Drehachse 15° beträgt. Dementsprechend verläuft auch die Wulstbasis, d.h. diejenige
Fläche der Wulste, mit der die Wulste sich auf die Felge setzen, ebenfalls schräg, und zwar annähernd in dem gleichen
Winkel, wie er oben angegeben 1st.
Um eine stabile Stellung des Wulstes an der Felge währsnd
des Gebrauchs zu gewährleisten, und um zu verhindern, daß Luft aus dem Reifen entweicht, und/oder irgendein Wulst sich
von seinem Sitz verschiebt, sind die Wulste üblicherweise
mit einem Erahtwulstkern versehen. Im Fall von schlauchlosen
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Radialreifen, d.h. von Reifen, auf welche die Erfindung sich besonders bezieht, umfassen die hauptsächlich verwendeten
Drahtwulstkerne eine Ausführung mit sechseckigem Querschnitt,
dessen Basis in der gleichen Richtung schräg verläuft wie der Wulst, für den sie bestimmt sind.
Diese Drahtwulstkerne v/erden dadurch erhalten, daß ein verkautschukter
Stahldraht geeigneten Durchmessers in einer Mehrzahl von Windungen gewickelt wird, bis der gewünschte Querschnitt
erhalten ist.
Es ist auch bekannt, daß gegenwärtig ein Bestreben dahingehend besteht, Reifen der gerade beschriebenen Art, die zur
Verwendung bei Lastfahrzeugen bestimmt sind, mit niedrigeren Querschnitten auszubilden, d.h. Reifen zu bilden mit Querschnitten,
bei denen das Verhältnis H:C, d.h. das Verhältnis von Höhe des Reifenquerschnitts zur Gesamtbreite des Querschnitts,
kleiner als 1, und vorzugsweise nicht größer als 0,7 ist.
Bei der Herstellung dieser Reifen in der üblichen V/eise, d. h. unter Verwendung der oben genannten Drahtwulstkerne, ist
gefunden worden, daß der Wulst geringeren Ermüdungswiderstand hat, und diese Eigenschaft kann nicht durch irgendeine weitere
Verstärkung des Wulstes selbst, beispielsweise in Form von üblichen Verstärkungslagen, überwunden werden. Dies ergibt
sich zufolge der Tatsache, daß die Reifen niedrigeren Querschnitt haben, was bedeutet, daß solche Reifen, die die
gleiche Belastung wie irgendwelche anderen Reifen mit normalen Querschnitt tragen sollen, im Gebrauch prozentual grösseres
Zusammendrücken in radialer Richtung erfahren. Die Konsequenz hiervon wird in der Wulstzone direkt reflektiert, da
die Seitenwände, die nur mit radialen Lagen versehen sind, keinerlei Widerstand gegen diese Beanspruchungen darbieten
können.
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Es ist auch "bekannt, daß in Reifen mit niedrigeren Querschnitten
die dem Wulst zunächst liegenden Seitenwandteile mit Bezug auf die Äquatorialebene des Reifens vielmehr divergieren
als bei Reifen mit normalem Querschnitt. Demgemäß verläuft der Wulstteil, der sich über dem Felgenflansch befindet
bzw. über diesem hängt, mit Bezug auf die Drehachse des Reifens schräg. Als Folge hiervon und trotz hier vorhandener
Verstärkungselemente, die Füllstücke aus sehr hartem Kautschuk und/oder Schnurstofflagen sind, verformt sich
während des Gebrauches dieser Teil beträchtlich, wobei er in Richtung der Drehachse zusammenfällt. Als Ergebnis nimmt
in dieser besonderen Zone der Reifen eine dauernde Verformung an, wodurch es unmöglich wird, die übliche Praxis anzuwenden,
wie sie üblicherweise bei Reifen großer Abmessungen angewendet wird und die darin besteht, die Reifenkarkasse bei einer
Erneuerung des Laufstreifens* wiederzuverwenden.
Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen schlauchlosen
Radialreifen mit niedrigerem Querschnitt und für Lastkraftwagen mit Wulsten mit hohem Ermüdungswiderstand zu schaffen,
wobei weiterhin die oben beschriebenen dauerhaften Verformungen im wesentlichen beseitigt sind.
Es ist überraschend gefunden worden, daß der genannte Zweck erreicht werden kann, indem für den Wulst ein Drahtwulstkern
mit besonderem Querschnitt verwendet wird, dessen Baryzentrum axial außerhalb der Mittellinienebene der Kernbasis des Drahtwulstkernes
liegt.
Demgemäß ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein Radialreifen
mit einem Verhältnis von H:C von nicht größer als 0,7, wobei dieser Reifen an einer Felge montiert werden soll,
deren Wulstsitze zur Drehachse des Reifens in einem Winkel von 15° schräg verlaufen, und wobei der Reifen Wulste auf-
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weist, deren jeder einen Drahtwulstkern enthält, um welchen von innen nach außen das Ende der Karkassenlage oder Karkassenlagen
gev/ickelt ist. Der Drahtwulstkern ist aus spiralig gev/ickelten verkautschukten Metalldrähten gebildet
derart, daß ein vieleckiger Querschschnitt mit in axialer Richtung länglicher Gestalt gebildet ist, wobei die die
Wulstkernbasis darstellende Seite relativ zur Drehachse ebenfalls in einem Winkel von 15° schräg verläuft. Gemäß
der Erfindung ist ein solcher Reifen dadurch gekennzeichnet, daß der Drahtv/ulstkern unregelmäßigen geometrischen Querschnitt
hat derart, daß sein Baryzentrum mit Bezug auf die Kittellinienebene der Basis des Drahtwulstkernes axial
nach außen verschoben ist in einem Bereich zwischen 7 ?° und 30 fo der axialen Breite dieser Basis.
Wie oben erwähnt, hat ein Drahtwulstkern, mit dem jeder Reifenwulst
versehen ist, gemäß der Erfindung uniagelmäßigen
geometrischen Querschnitt. Vorzugsweise besteht dieser Vieleckquerschnitt aus einer idealen Zuordnung von zwei
Vielecken, von denen eines ein unregelmäßiges Vieleck mit wenigstens fünf Seiten ist, von denen die längste Seite
die Basis des Drahtwulstkernes bildet, wobei das andere Vieleck ein mehr oder weniger regelmäßiges Trapez ist,
dessen größere Basis mit derjenigen Seite des unrgelmäßigen Vielecks übereinstimmt, die der Basis des Drahtwulstkernes
in axial äußerer Lage des Wulstes benachbart liegt. Als Alternative kann das Vieleck ein gleichschenkeliges
Dreieck sein, dessen Basis mit der Seite (wie oben gesagt) des unregelmäßigen Vielecks übereinstimmt.
Es ist daher ersichtlich, daß in dem Vieleckquerschnitt des Drahtwulstkernes das Trapez oder das gleichschenkelige Dreiecks
gemäß vorstehender Beschreibung denjenigen Teil des Drahtwulstkernes darstellt, der in Richtung gegen den Felgenflansch
verlängert ist.
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Wie zuvor erwähnt, ermöglicht die Verwendung des besonderen Drahtwulstkernes gemäß vorstehender Beschreibung sowohl eine
Erhöhung des Widerstandes gegen Ermüdung des Wulstes in einem schlauchlosen Radialreifen niedrigeren Querschnitts als auch
das Verhindern des Auftretens permanenter Verformungen desjenigen Teiles des Wulstes, der über dem Ende des Felgenflansches
liegt bzw. über diesem hängt.
Möglicherweise ergibt sich dies zufolge der Tatsache, daß neben
der tatsächlichen Vergrößerung des Querschnitts des Drahtwulstkernes mit Bezug auf die üblichen Drahtwulstkerne, seine
besondere geometrische Gestalt eine wichtige Rolle spielt mit Bezug auf die umgelegten Teile der Karkassenlage oder
der Karkassenlagen (die wie üblich von innen nach außen um den Wulstkern herum gelegt sind), und mit Bezug auf eventuelle
Vers&rkungselemente, die axial außerhalb des Drahtwulstkernes
und vorzugsweise zwischen den umgelegten Teilen der Karkassenlagen und der Außenseitenfläche des Wulstes
angeordnet sind. In anderen Worten ausgedrückt, hat dieser Drahtwulstkern, indem sein Baryzentrum mit Bezug auf die
Mittellinienebene des Drahtwulstkernes axial nach außen verschoben ist, mit Bezug auf die herumgelegten Teile der
Karkassenlage oder Karkassenlagen und mit Bezug auf die axial auswärts angeordneten Verstärkungselemente eine
Schutzfunktion gegenüber den Wirkungen von Beanspruchungen, denen der Wulst beim Gebrauch unterworfen wird, woraus sich
als Folge eine Verringerung des Bestrebens zur Abnutzung des Wulstes ergibt. Hierzu kann auch zusätzlich hoher Widerstand
gegen Abrieb erhalten werden, der an der Außenfläche des Wulstes in der der Felge zugewandten Zone angetroffen
wird.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise
erläutert.
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Fig. 1 ist eine radiale Halbschnittansicht eines Reifens
gemäß der Erfindung.
Pig. 2 ist eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Querschnittsansicht
eines Drahtwulstkernes gemäß der Erfindung.
In Fig. 1 ist in radialem Halbschnitt ein Reifen 1 der Größe 12/70 R22,5 schlauchlos dargestellt, der an einer Felge
montiert ist, deren Wulstsitze mit Bezug auf die Drehachse in einem Winkel von 15° liegen. Der Reifen 1 hat einen
Querschnitt mit einem Verhältnis von H:C von 0,7 und er ist mit einer radialen Karkasse 3 versehen, d.h. mit einer
Zarkasse, die aus einer oder mehreren Lagen besteht, in denen die Schnüre in radialen Ebenen verlaufen oder einen
kleinen Winkel zu diesen radialen Ebenen bilden. Die Karkassenlagen sind von innen nach außen um jeden Wulstkern
herumgelegt. Jeder Wulst 5, dessen Basis nach der Montage an der Felge 2 ebenfalls im Winkel von 15° schräg liegt,
ähnlich wie der Wulstsitz an der Felge 2, ist weiterhin mit einem Drahtwulstkern 4 und einem Füllstück 6 aus Kautschuk
versehen, welches im wesentlichen dreieckförmigen Querschnitt
hat, der in an sich bekannter Weise aus zwei linsenförmigen
Profilen besteht, die miteinander verbunden sind. Von diesen beiden linsenartigen Profilen besteht das axial äußere Profil
7 aus einer Kautschukmasse höherer Härte von 78° Shore A, und das axial innere Profil 8, welches in radialer Richtung
bis zur Hälfte der Querschnittshöhe verlängert ist, besteht aus einer Kautschukmasse geringerer Härte, die in der Praxis
65° Shore A entspricht.
Als Alternative kann dieses Füllstück 6 aus einem einzigen Profil dreieckförmigen Querschnitts gebildet sein, welches
aus einer Kautschukmasse größerer Härte besteht (78° Shore A).
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Axial außerhalb der um den Wulstkern 4 heruingelegten Teile 9
der Karkassenlagen 3 befindet sich ein Verstärkungselement 10, welches aus einer Metallschnurlage besteht, deren Schnüre,
die eine Bruchdehnung von 7 # haben, zur Umfangsrichtung des Reifens in einem Winkel von 30° schräg verlaufen. Diese Lage
10 erstreckt sich radial nach außen über das Ende der um den Wulstkern 4 herumgelegten Teile 9 der Karkassenlagen hinaus,
und in Abwärtsrichtung erstreckt sie sich bis unter den Wulstkern 4. Dieses Verstärkungselement 10, dessen Vorhandensein
bei Reifen der in der Figur dargestellten Größe erforderlich ist, kann jedoch bei Reifen kleinerer Größen fortgelassen
werden, beispielsweise bei Reifen der Größen 7R 17,5; 8R 17,5; 8,5 R 17,5, oder auch bei Großreifen kleiner Größen, wie
8R 22,5; 9 R 22,5.
In dem Drahtwulstkern 4» weicher das wesentliche Element bei
Reifen gemäß der Erfindung ist, kann das BaryZentrum B gefunden werden, und es ist festzustellen, daß dieses mit Bezug
auf die Mittelebene (Linie A-A1) der Basis des Drahtwulstkernes
4 axial nach außen verschoben ist in einem Ausmaß von
11 % der Breite der Basis. In der Praxis findet sich bei
einer Breite L der Basis von 19 mm das Baryzentrum des Drahtwulstkernes 4 um 2,1 mm gegenüber der Mittelebene A-A*
axial nach außen verschoben.
Dieser Drahtwulstkern 4 ist gebildet durch Wickeln eines
Stahldrahtes eines Durchmessers von 1,6 mm, der derart verkautschukt ist, daß er einen Gesamtdurchmesser von 1,8 mm
hat. Das Wickeln erfolgt in einer Mehrzahl von Windungen, die sich gegenseitig überlappen, bis der in Fig. 1 wiedergegebene
Querschnitt erhalten ist, wobei dieser Querschnitt in Fig. 2 in vergrößertem Maßstab dargestellt ist. Wie aus
Fig. 2 ersichtlich, hat dieser Querschnitt die Gestalt eines unregelmäßigen Vielecks, dessen der Basis des Wulstes 5 zu-
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gewandte Seite 11, die als Kernbasis bezeichnet ist, parallel zu den Wulstsitzen an der Felge 2 verläuft. In diesem Querschnitt
können in Verbindung miteinander unterschieden werden ein regelmäßiges Trapez 12 und ein unregelmäßiges Sechseck
In dem Trapez 12 stimmt die größere Basis 14 mit derjenigen Seite des Sechsecks 13 überein, die der Basis 11 an dem Ende
benachbart liegt, welches in dem Wulst zur Außenseite des Reifens gewandt ist.
In der Praxis kann ein solcher Querschnitt dadurch erhalten werden, daß der verkautschukte Stahldraht zu zweckentsprechender
Gestalt gewickelt wird, wobei eine Fläche vorhanden ist, die in einem Winkel von 15° schräg liegt, um über ihr
eine erste Lage entsprechend der Drahtwulstkernbasis Il zu
bilden, wonach zwei Lagen15 und 16 gewickelt werden, die sich regelmäßig vergrößern, und zwar jede Lage 15, 16 um jeweils
eine seitliche Windung mit Bezug auf die vorhergehende Lage, und zwar auf beiden Seiten, no daß jede nachfolgende Lage
auf beiden Seiten von der vorhergehenden Lage vorragt bzw. größere Breite hat als diese. Hiernach wird der Draht, welcher
die beiden nachfolgenden Lagen 17 und 18 bildet, mit Bezug auf die Lage 16 mit konstanten Windungen aufgebracht,
jedoch wird der Beginn des Wickeins um eine halbe Windung derart verschoben, daß an einer Kante, d.h. an der in dem
Wulst axial außen liegenden Kante konstante Vergrößerung, und auf der gegenüberliegenden Kante oder Seite konstante
Verkleinerung um jeweils eine halbe Windung vorhanden ist.
Die Lagen 19, 20 und 21 werden dann gebildet, indem für jede von ihnen die Anzahl der Windungen um eine, zwei bzw. drei
mit Bezug auf die vorhergehenden Windungen verkleinert wird und der Beginn der Windungen derart verschoben wird, daß an
der im Wulst axial außen liegenden Kante immer eine konstante Vergrößerung um eine halbe bzw. entsprechend einer halben
Windung erhalten wird mit Ausnahme für die letzte Lage 21,
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um die kleinere Basis des Trapezes 12 zu bilden. Es ist ersichtlich,
daß, falls es gewünscht wird, die genannte Lage wie die eine vorhergehende Lage derart gewickelt werden kaun,
daß ein gleichschenkeliges Dreieck anstelle eines Trapezes erhalten wird. Dies führt jedoch nicht zu irgendeinem beträchtlichen
Einfluß hinsichtlich der Funktion des auf diese Weise gebildeten Drahtwulstkernes 4 gegenüber dem Drahtwulstkern,
wie er in den Figuren 1 und 2 dargestellt ist.
Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen möglich.
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Claims (5)
1. Reifen mit radialer Karkasse und einem Verhältnis von H:C von kleiner als 0,7, für Montage an einer Felge,
deren Wulstsitze zur Drehachse in einem Winkel von 15° liegen, wobei der Reifen Wulste hat, deren jeder einen ürahtwulstkern
aufweist, um den das Ende der Karkassenlage oder der Karkassenlagen von innen nach außen herumgelegt ist,
die Drahtwulstkerne aus verkautschukten Metalldrähten gebildet sind, die spiralig bzw. schraubenlinienförmig derart
gewickelt sind, daß in axialer Richtung länglicher Vieleckquerschnitt erhalten ist, und wobei die die Wulstkernbasis
darstellende Seite zur Drehachse ebenfalls in einem Winkel von 15° liegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Drahtwulstkern
(4) unregelmäßigen geometrischen Querschnitt hat, und daß sein Baryzentrum mit Bezug auf die Mittellinienebene
der Wulstkernbasis in einem Ausmaß zwischen 7 $ und 30 #
der axialen Breite der Wulstkernbasis axial nach außen verschoben
ist.
2. Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der unregelmäßige geometrische Querschnitt des Wulstkernes (4) ideal aus der Zuordnung zweier Vielecke (12, 13) besteht,
von denen eines ein unregelmäßiges Vieleck (13) mit wenigstens fünf Seiten, deren längste Seite die Wulstkernbasis
(11) bildet, und das andere (12) ein regelmäßiges Trapez ist, dessen größere Basis (14) mit derjenigen Seite
des Vielecks übereinstimmt, die der Basis des Wulstkernes
an demjenigen Ende benachbart liegt, welches in der Wulstferse sich in axial äußerer Stellung befindet.
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ORIGINAL INSPECTED
3. Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der unregelmäßige geometrische Querschnitt des Vulstkernes ideal aus der Zuordnung zweier Vielecke besteht, von denen
eines ein unregelmäßiges Vieleck mit wenigstens fünf Seiten ist, deren längste Seite die Wulstkernbasis darstellt, und
von denen das andere ein gleichschenkliges Dreieck ist, dessen Basis mit derjenigen Seite des Vielecks übereinstimmt,
die dem Ende der Wulstkernbasis benachbart liegt, welches
sich in der Wulstferse in axial äußerer Stellung befindet.
4. Reifen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wulst ein Verstärkungselement (6)
aufweist, welches axial außerhalb des Drahtwulstkernes (4) angeordnet ist.
5. Reifen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wulst (5) radial außerhalb des
Wulstkernes ein dreieckförmiges Kautschukfüllstück (6)
aufweist, welches aus der Zuordnung von zwei linsenartigen Profilen (7, 8) gebildet ist, von denen das axial äussere
Profil aus einer Kautschukraasse mit einer Shore A-Härte
zwischen 70° und 80°, und von denen das innere Profil aus einer Kautschukmasse besteht mit einer Shore Α-Härte zwischen
55° und 70°, und daß das innere Profil sich maximal bis zur Hälfte der Querschnittshöhe des Reifens erstreckt.
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