DE2901719A1

DE2901719A1 - Fahrzeugluftreifen

Info

Publication number: DE2901719A1
Application number: DE19792901719
Authority: DE
Inventors: Nichtnennung Beantragt
Original assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Current assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Priority date: 1978-01-20
Filing date: 1979-01-17
Publication date: 1979-07-26
Also published as: BR7900367A; SE7900464L; NL7900434A; ES476992A1; GB2016385A; IT7967129A0; LU80802A1

Description

MICHELIN & CIE

(Compagnie Generale des Etablissements MICHELIN)

Clermont - Ferrand / Frankreich Unser Zeichen: M 1452

Fahrzeugluftreifen

Die Erfindung betrifft schlauchlose Luftreifen, die eine radiale Karkassenbewehrung haben sowie eine Scheitelbewehrung aufweisen, welche aus wenigstens zwei Kabellagen gebildet ist, bei denen die Kabel einer jeden Lage parallel verlaufen, während die Kabel einer Lage sich mit den Kabeln der folgenden Lage kreuzen. Die erfindungsgemäßen Luftreifen sind insbesondere zur Montage auf Felgen mit konischen Sitzen (d.h. bis 15°) bestimmt, zu welcher Verwendung und zu welcher Belastung sie auch immer bestimmt sind. Solche Luftreifen haben einen Scheitelbereich, der beiderseits durch eine Seitenwand

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verlängert ist, an die jeweils eine Wulst anschließt, wobei sie mit einem inneren Überzug aus einer luftdichten Elastomer-Mischung versehen sind. Sie werden auf Radfelgen montiert, deren Abmessungen durch Normen bestimmt sind. Diese Felgen sind beiderseits eines Bettes mit einem kegelstumpfförmigen Sitz für die zugeordnete Wulst des Reifens versehen. Im Radialschnitt bildet dieser Sitz mit einer Parallelen zur Rotationsachse des Reifens einen Winkel von etwa 15°, der sich zur Reifenaußenseite hin öffnet. Die Konizität der Sitze stellt die Festhaltung der Schultern und die Abdichtung des Innenhohlraumes solcher Reifen sicher. Daraus folgt, daß solche Felgen einen Abschlußrand mit nur sehr geringer Abmessung, beispielsweise in Form eines Hakens haben. Die Rolle dieses Endrandes beschränkt sich auf die Unterstützung der Positionierung der Wülste auf ihren Sitzbereichen und auf die Verhinderung des Eintritts und/oder des Vordringens von Fremdkörpern zwischen die Wulst und die Felge.

Dagegen weisen die Reifen der in Betracht gezogenen Art im Radialschnitt Wülste auf, deren zwischen der Wulstspitze und dem Wulstabsatz sowie radial einwärts des Wulstkernes liegende Basis eine verhältnismäßig große axiale Breite hat. Diese Breite ist zur Erzielung eines geeigneten Sitzes und einer geeigneten Abdichtung im Zusammenwirken mit dem Schultersitz auf der Felge ausgebildet. In Radialrichtung erstreckt sich die Wulst von dem Sitz auf der Felge bis zu einer Zone, in der die Seitenwände des Luftreifens ihre minimale Dicke erreichen. Das radiale äußere Ende der Wulst liegt dadurch ungefähr auf der halben Höhe zwischen dem Sitz der Wulst auf der Felge und der Reifenschulter (siehe "Smithers International Tire Analysis 73-3 Europe: 11 R 22,5 or Equivalent Radial Truck Tires und 75-2:11 R 22,5, 11-22.5 Steel Radial Truck Tires). Schließlich ist die Kontur der Wulst sowohl auf der Außenseite wie auch auf der Innenseite des Reifens durch Krümmungsbögen mit zur Reifenaußenseite hin konvexer

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Krümmung gebildet. Der Bogen der Außenkrümmung verläuft von dem Punkt, an dem die Reifenwand den Kontakt mit der Felge verliert, wenn der Reifen auf der Felge montiert und normal aufgeblasen aber nicht belastet ist, bis zur Mitte zwischen der Wulstbasis und der Reifenschulter, d.h. beine bis zu dem Punkt, an dem der Reifen seine maximale axiale Breite B erreicht.

Aus dem vorangehend beschriebenen Aufbau ergibt sich, daß die Wülste der Reifen der in Betracht kommenden Art eine Zone großer radialer Ausdehnung haben und daß die Steifigkeit der Wülste sich zu sehr auf die radiale Flexibilität der Seitenwände auswirkt.

Unter anderem erfordert die Montage von Luftreifen der in Betracht kommenden Art auf den entsprechenden Felgen das Vorhandensein einer Montagekehle, deren Durchmesser unter dem Durchmesser der Wulstsitze liegt. Nun muß aber der für die Bremsorgane verfügbare Innenraum gleich bleiben, gleichgültig ob es sich dabei um Reifen ohne Luftschlauch handelt, deren Felgen eine Montagekehle haben, oder um Luftreifen mit Luftkammer, deren Felgen eine solche Kehle nicht aufweisen.

Der Nenndurchmesser der Wulstsitze erfährt dadurch eine Vergrößerung, die nicht durch eine Vergrößerung des Äquatorialdurchmessers des Reifens der in Betracht gezogenen Art kompensiert wird, woraus eine beträchtliche Abnahme der Höhe H des radialen Abschnittes solcher Reifen in Bezug auf die Felge resultiert. Dies übersetzt sich einerseits in ein Verhältnis H/B bei solchen Reifen, das kleiner und sogar viel kleiner als Eins ist. Andererseits wirkt sich die Verringerung dieses Verhältnisses nachteilig auf den durch den Reifen vermittelten Fahrkomfort aus. Nun ist dieser Fahrkomfort bereits durch die große radiale Ausdehnung

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der Wülste betroffen. Eine erhöhte Steifigkeit der Wulst sichert erwiesenermaßen die Dauerhaftigkeit des Sitzes der Wulst und infolgedessen die Abdichtung zwischen dem Reifen und der Felge, insbesondere bei starker Belastung des Reifens in Axialrichtung.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist eine Modifizierung des Wulstaufbaus von Luftreifen der in Betracht kommenden Art, derart, daß die radiale Flexibilität beträchtlich vergrößert wird, ohne daß die Stabilität der Wülste auf der Felge und deren Lebensdauer nachteilig beeinflußt wird.

Der erfindungsgemäße Luftreifen zeichnet sich daher dadurch aus, daß bei seiner Montage auf einer genormten Felge und im aufgeblasenen Zustand jedoch ohne Belastung seine Außenwand im Radialschnitt wenigstens eine konkave Zone aufweist, deren maximale Durchbiegung gegenüber einem Geradenabschnitt zwischen der Linie, an der die Außenwand den Kontakt mit der Felge verliert, und der Linie, an der die Außenwand ihren maximalen Abstand von der Äquatorialebene des Reifens hat, sich in einer radialen Entfernung von dem Wulstsitz befindet, die zwischen 15 % und 70 % der radialen Entfernung zwischen dem Wulstsitz und dem Punkt liegt, an dem die Außenwand den maximalen Abstand von der Äquatorialebene erreicht, wobei die Durchbiegung eine Länge hat, die zwischen etwa 1 % und etwa 10 % der Länge des genannten Geradenabschnitts ausmacht .

Vorzugsweise erstreckt sich erfindungsgemäß wenigstens eine konkave Zone über eine radiale Höhe, die bei wenigstens 20 %, vorzugsweise jedoch zwischen 30 % und 40 % der radialen Entfernung zwischen -dem Wulstsitz und der Linie liegt, an der die Außenwand des Luftreifens ihren maximalen Abstand von der Äquatorialebene hat.

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Durch die erfindungsgemäße Ausbildung kann der Bereich, an dem die Dicke des Reifens etwa das 1,5-fache der minimalen Seitenwanddicke beträgt, auf einen Abstand vom Wulstsitz zurückgeführt werden, der etwa gleich 0,25 H ist, wobei H die Reifenhöhe auf der zugehörigen Normfelge ist.

Eine bevorzugte Variante der Erfindung besteht in der Schaffung einer einzigen konkaven Zone. Die maximale Durchbiegung dieser konkaven Zone liegt in einem radialen Abstand vom Wulstsitz, der etwa zwischen 40 % und 60 % des radialen Abstandes zwischen diesem Sitz und der Linie beträgt, an der die Außenwand des Reifens ihren maximalen Abstand von der Äquatorialebene hat.

Eine andere bevorzugte Variante besteht in der Anordnung der radial innenliegenden Begrenzungslinie der erfindungsgemäßen konkaven Zone an einem radialen Abstand vom Wulstsitz, der zwischen 10 % und 15 % des radialen Abstandes zwischen dem Wulstsitz und der Linie beträgt, an der die Außenwand des Reifens ihren maximalen Abstand von der Äquatorialebene hat.

Vorzugsweise schließt die erfindungsgemäße konkave Zone an den Wulstabsatz über eine kegelstumpfförmige Zone an, deren Achse mit der Rotationsachse des Reifens zusammenfällt, wobei der Kegelwinkel des Kegelstumpfs sich zur Außenseite des Reifens hin öffnet und die Mantellinie des Kegelstumpfes mit dem Bereich der Wulstbasis, die dem Wulstabsatz folgt, einen Winkel zwischen 40° und 80° einschließt, wenn der Reifen nicht auf seiner Felge montiert ist.

Außerdem befindet sich der übergang zwischen der konkaven Zone und der kegelstumpfförmigen Zone vorzugsweise radial

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in Höhe des Felgenrandes, der den Endbereich des konischen Wulstsitzes der Felge bildet.

Bei Verwendung einer Karkassenbewehrung, die aus einer einzigen Lage von Stahlseiten gebildet ist, welche in jeder Wulst um den Wulstkern nach außen umgeschlagen sind, ermöglicht die Erfindung eine Verringerung des Abstandes der Umschlagabschnitte der Karkassenbewehrung gegenüber der Wulstbasis, wodurch die Geschmeidigkeit der Seitenwände durch eine Verringerung der wirksamen Wulsthöhe vergrößert wird.

Ein solcher Umschlagabschnitt erlaubt, selbst wenn er mit einer aus mehreren Lagen bestehenden Karkassenbewehrung verwirklicht ist, dank der Erfindung und entgegen dem Bekannten die Annäherung des Endes des Umschlagabschnittes an die Karkassenbewehrung bis etwa auf die Mitte zwischen der konkaven Zone und der Karkassenbewehrung und die Vergrößerung des Ümschlingungswinkels des Umschlagabschnitts um den Wulstkern.

Versuche haben gezeigt, daß die Erfindung zu einem Gewinn von etwa 30 % an Lebensdauer der Wulst führt.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer in den Zeichnungen dargestellten bevorzugten Ausführungsform. Es zeigen:

Fig. 1 einen halben Radialschnitt eines bekannten Luftreifens,

Fig. 2 einen halben Radialschnitt einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Luftreifens, und

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Fig. 3 eine Einzelheit der Wulst des in Fig. 2 dargestellten Luftreifens, wobei dieser von der Felge abgenommen ist. .

Der bekannte Reifen 1, von dem eine Hälfte in der Fig. 1 im Schnitt dargestellt ist, weist, auf die Symmetrieachse XX¹ zentriert, einen Scheitel 10 auf, der auf jeder Seite durch eine Seitenwand 2 verlängert ist, welche in einer Wulst endet. Die Wulst 3 hat eine Wulstspitze 31, eine Basis 32 und einen Wulstabsatz 33.

Die Basis 32 der Wulst 3 sitzt auf dem kegelstumpfförmigen Sitz 41 einer (teilweise dargestellten) Felge 4. Der Sitz 41 bildet mit einer Parallelen YY¹ zur Radachse (nicht dargestellt) einen Winkel OC von 15°, der sich zur Außenseite des Reifens hin öffnet. Der Sitz 41 endet in einem relativ kurzen, hakenförmigen Rand 42. Der Wulstabsatz 33 paßt sich der Rundung an, die an den Sitz 41 am Rand der Felge 42 anschließt.

Innenseitig ist der in Fig. 1 dargestellte Reifen mit einer dünnen elastomeren Schicht 5 versehen, die den herkömmlichen Luftschlauch ersetzt.

Die radiale Karkassenbewehrung 6 ist um den Wulstkern 30 herumgeschlagen, der in der Wulst 3 sitzt. In der Zone dieses Wulstkerns ist der Umschlagabschnitt 61 der Karkassenbewehrung 6 durch eine Verstärkungslage 7 verstärkt, von der ein Rand 71 in der Nähe der Spitze 31 der Wulst 3 liegt. Die Verstärkung 7 ist etwa parallel zur Basis 32 der Wulst 3 angeordnet und bis in Höhe des Wulstabsatzes 33 in Berührung mit der Karkassenbewehrung 6, woraufhin der axiale Abstand zwischen der Verstärkung und dem Umschlagabschnitt 61 der Bewehrung 6 bis zu dessen radial äußeren Rand 62 zunimmt.

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Der radial äußere Rand 72 der Verstärkung 7 liegt in Radialrichtung auf der Außenseite des Randes 62 des Umschlagabschnittes 61.

Die minimale Dicke e des Reifens liegt etwa auf der Hälfte der Höhe H des Reifens auf der Felge und etwa in der Zone, in der der Reifen die maximale halbe Breite B/2 erreicht. Vom Kontaktpunkt 34 der Reifenaußenseite mit dem Rand 42 der Felge 4 bis zur Zone minimaler Stärke e begrenzt ein nach außen gerichteter konvexer Krümmungsbogen 35 den Reifen· Aufgrund der Größe der Basis 32 der Reifenwulst 3 und der Konvexität 35 der Reifenaußenwand erstreckt sich die steife Zone der Wulst 3 von der Wulstbasis 32 bis nah an die Zone minimaler Dicke e. Somit erstreckt sich die flexible Zone der Reifenseitenwand nur von dieser Zone e bis in Höhe der Reifenschulter 8. Wenn der Reifen sich unter der Wirkung einer Belastung verformt, bildet die elastomere Masse der Wulst aufgrund der von ihr eingeschlossenen Verstärkungselemente (6, 61, 7), aber auch wegen des Druckes, dem er zwischen der Zone e und dem Rand der Felge 42 ausgesetzt ist, einen der Verformung entgegenwirkenden Widerstand, umso mehr, als das Volumen eines Elastomers unter der Wirkung eines Druckes unverändert bleibt und sein Elastizitätsmodul sich in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit, mit dem sich dieser Druck auswirkt, beträchtlich vergrößert. Bei diesem bekannten Reifen erreicht die Seitenwand, in einem Abstand von H/3 eine Stärke, die gleich dem 1,5-fachen seiner minimalen Stärke e ist.

Schließlich ist die Scheitelbewehrung durch den Block 9 versinnbildlicht, der in Radialrichtung auf der Außenseite der Karkassenbewehrung 6 angeordnet ist.

In den Fig. 1 und 2 sind alle angegebenen radialen Seiten in Bezug auf einen radial innerhalb dar Abmessung H des Reifens

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liegenden Punkt bemessen, wobei H die radiale Höhe des Reifens auf der Felge bei normgerechter Messung ist.

Das in den Fig. 2 und 3 dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung läßt von der Außenseite des Reifens 20 her erkennen, daß die Außenwand 50 eine konkave Zone 51 bildet, die eine maximale Durchbiegung 52 in Bezug auf den Streckenabschnitt 26-53 hat, welcher zwischen der Linie 26, an der die Außenwand 60 die Felge 4 verläßt, und der Linie 53, an der die Außenwand 50 ihren maximalen Abstand B/2 von der Linie XX¹ der Äquatorialebene in der Zeichnungsebene hat, liegt. In diesem Ausführungsbeispiel liegt die maximale Durchbiegung 52, gemessen senkrecht zu dem Geradenabschnitt 26-53 in einer radialen Entfernung h, die etwa 40 % des radialen Abstandes E zwischen dem Wulstsitz und der Linie 53 beträgt, an der die Außenwand 50 ihren maximalen Abstand B/2 von der Linie XX¹ der Äquatorialebene hat. Die Durchbiegung 52 hat hierbei eine Länge von 4 % der Länge des Geradenabschnittes 26-53. Im Vergleich mit dem in Fig. 1 dargestellten bekannten Reifen, dessen Außenumriß 35 in Fig. 2 gestrichelt eingezeichnet ist, erreicht die Seitenwand in einem Abstand von H/4 eine Dicke, die gleich dem 1,5-fachen seiner minimalen Dicke e ist.

Diese konkave Zone 51 schließt an dem Absatz 25 der Wulst 23 (Fig. 3) mit einer kegelstumpfförmigen Zone 54 an, deren Achse mit der (nicht dargestellten) Reifenachse zusammenfällt und deren Mantellinie 55 einen Winkel /i von 40° (für einen Reifen mit den Abmessungen 11R22.5) mit dem Bereich der Basis 32 bildet, der an dem Absatz der iiulst 23 anschließt, wenn sich der Reifen nicht auf der Felge befindet.

Wenn der Reifen montiert und aufgeblasen, jedoch nicht belastet ist,(Fig. 2), befindet sich die Obergangszone 56 zwischen der konkaven Zone 51 und der kegelstumpfförmigen Zone

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54 in Höhe des Randes 42 der Felge 4.

Die Verstärkung 27 ist außerhalb des Umschlagabschnittes 61 der Karkassenbewehrung 6 um den Wulstkern 30 herum angeordnet. Die Karkassenbewehrung 6 ist aus einer einzigen Lage von radialen Stahlseilen gebildet, die von innen nach außen um den Wulstkern 30 herumgeführt sind. Die Verstärkung 27 aus in Bezug auf die Umfangsrichtung schräg verlaufenden Stahlseilen ist von dem Absatz 25 der Wulst 23 ab in Berührung mit dem umgeschlagenen Ende 61 angeordnet. Das Ende 61' des Umschlagabschnittes 61 und das Ende 27' der Verstärkung 27 sind näher an der Karkassenlage 6 angeordnet als bei dem bekannten Reifen in Fig. 1, beinahe auf der Mitte zwischen der Außenwand 50 und der Karkassenbewehrung 6.

Eine derartige Anordnung ermöglicht eine weniger hohe Ausbildung der Reifenwulst, wodurch zugleich die Flankenhöhe und die Umschlingung des Wulstkernes 30 durch den Umschlagabschnitt 61 vergrößert wird.

Die Fig. 2 läßt auch erkennen, daß die Karkassenlage 6 vom Scheitel bis in Höhe des Wulstkerns 30 trotz der erfindungsgemäßen konkaven Zone 51 der Seitenwand eine gleichgerichtete Krümmung beibehält. Dies auch im Vergleich mit den Karkassenbewehrungen bekannter Radialreifen, die zur Montage mit einer unabhängigen Luftkammer auf Felgen bestimmt sind und deren Wulstsitze gegenüber der Rotationsachse wenig geneigt sind C5° - 2°) sowie in Rändern enden, welche eine beträchtliche radiale Ausdehnung haben. Wegen der Ausdehnung dieser Ränder weist die Mittellinie der Karkassenbewehrung eine Krümmungsumkehrung auf, die im wesentlichen in einem radialen Abstand vom Wulstsitz liegt, der größer ist als die radiale Höhe der Felgenränder.

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Claims

Ansprüche :

.!Fahrzeugluftreifen ohne Luftschlauch zur Montage auf einer Felge mit konischen Wulstsitzen, der einen Scheitel aufweist, welcher beiderseits durch eine Seitenwand verlängert ist, an die ,jeweils eine Wulst anschließt, der ferner eine radiale Karkassenbewehrung hat und eine Scheitelbewehrung besitzt, die aus wenigstens zwei Kabellagen gebildet ist, deren Kabel in jeder Lage parallel verlaufen und von einer Lage zur anderen einander kreuzen, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwand (50) des Reifens (20), wenn dieser auf seiner Normfelge (4) montiert und aufgeblasen, jedoch unbelastet ist, wenigstens eine konkave Zone (51) aufweist, deren maximale Durchbiegung (52) in Bezug auf den Streckenabschnitt (26-53), welcher die Linie (26), an der der Kontakt der Außenwand (50) mit der FeI-

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ge (4) aufhört, mit der Linie (53) verbindet, an der die Außenwand (50) ihren maximalen Abstand (B/2) von der Äquatorialebene (XX') des Reifens erreicht, in einer radialen Entfernung (h) vom Wulstsitz (41) liegt, die zwischen 15 % und 70 % der radialen Entfernung (E) zwischen dem Wulstsitz (41) und der Linie (53) beträgt, an der die Außenwand (50) den maximalen Abstand (B/2) von der Äquatorialebene hat, wobei die Durchbiegung (52) eine Länge hat, welche zwischen etwa 1 % und etwa 10 % der Länge des Streckenabschnitts (26-53) liegt.
2. Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die konkave Zone (51) sich über eine radiale Höhe erstreckt, welche wenigstens 20 %, vorzugsweise zwischen 30 % und 40 % der radialen Entfernung (E) zwischen dem Wulstsitz (41) und der Linie (53) beträgt, an der die Außenwand (50) ihren maximalen Abstand (B/2) von der Äquatorialebene (XX') hat.
3. Reifen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die radial innere Verbindungslinie (56) zwischen der konkaven Zone (51) und der Außenwand der Wulst (23) in einer radialen Entfernung (d) von Schultersitz (41) verläuft, der zwischen 10 % und 15 % der radialen Entfernung (E) des Schultersitzes (41) von der Linie (53) beträgt, an der die Seitenwand (50) einen maximalen Abstand (B/2) von der Äquatorialebene (XX¹) hat.
4. Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reifendicke in einer radialen Entfernung von etwa 0,25 H vom Wulstsitz (wobei H die radiale Höhe des Reifens (20) auf der Felge (4) bedeutet), etwa das 1,5-fache der minimalen Dicke (E) der Seitenwände (22) beträgt.

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5. Reifen nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß die konkave Zone (51) an den Absatz (25) der Wulst (23) über eine kegelstumpfförmige Zone (54) anschließt, deren Achse mit der Rotationsachse des Reifens zusammenfällt und deren Kegelwinkel {ß ) sich zur Reifenaußenseite hin öffnet, wobei die Mantellinie (55) des Kegelstumpfes mit dem Bereich (32) der Wulstbasis, die an den Absatz (25) der Wulst anschließt, einen Winkel ((1) bildet, der zwischen 40 und 80° liegt, wenn der Reifen (20) nicht auf seiner Felge (4) montiert ist.
6. Reifen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung (56) zwischen der konkaven Zone (51) und der kegelstumpfförmigen Zone (54) beinahe in Höhe des Randes (42) liegt, der den Endabschnitt des konischen Sitzes (41) der Felge (4) bildet, wenn der Reifen (20) montiert und aufgeblasen, jedoch nicht belastet ist.
7. Reifen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Karkassenbewehrung (6) aus einer einzigen Lage (6) von Stahlkabeln gebildet ist, die in jeder Wulst (23) nach außen um einen Wulstkern

(30) herumgeschlagen sind, wobei das Ende (61') des Umschlagabschnitts (61) dieser Lage (6) an einem Punkt der Wulst (23) in der Nähe des Wulstkerns (30) und in halbem Abstand zwischen der Außenwand (50) und der Karkassenbewehrung (6) liegt.
8. Reifen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Karkassenbewehrung (6) eine vom Scheitel (10) bis in Höhe des Wulstkernes (30) in der Wulst (23) gleichsinnig verlaufende Krümmung aufweist.

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Reifen nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß er eine einzige konkave Zone (51) aufweist, deren maximale Durchbiegung (52) in einer radialen Entfernung (h) vom Wulstsitz (41) liegt, die zwischen 40 % und 60 % der radialen Entfernung (e) zwischen dem Sitz (41) und der Linie (53) beträgt, an der die Außenwand (50) des Reifens ihren maximalen Abstand (B/2) von der Äquatorialebene (XX¹) hat.

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