DE2909427C2 - Unsymmetrischer Reifen mit Radialkarkasse - Google Patents
Unsymmetrischer Reifen mit RadialkarkasseInfo
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Description
a) innerhalb der Zone (L) des Parallelverlaufs der
Karkasse (12) und der Laufstreifen-Verstärkungseinlage (13) zwischen diesen beiden und
parallel dazu auf jeder Seite der Mittelebene (X-X') je eine zusätzliche Einlage (18,19) angeordnet
ist;
b) die zusätzliche Einlage (18,19) jeweils aus zwei übereinander angeordneten Lagen (18', 18";
19', 19") von Fäden oder Kabeln besteht, welche eine Relativdehnung haben, die bei einer
Belastung durch 10% ihrer Bruchlast unter 0,2% liegt, und innerhalb einer jeden Lage parallel,
von einer Lage zur anderen jedoch gekreuzt verlaufen und gegenüber der Längsrichtung
entgegengesetzte Winkel einnehmen, deren Absolutwert höchstens gleich der Hälfte
des kleinsten für die Laufstreifen-Verstärkungseinlage (13) verwendeten Winkels ist;
c) die Breite (C) der auf der Seite des größeren Teilvolumens angeordneten zusätzlichen Einlagen
(18) zwischen 15% und 60% der Breite (L) der Parallelitätszone der Karkasse (12) und der
Laufstreifen-Verstärkungseinlage (13) beträgt;
d) die Breite der auf der Seite des kleineren Teilvolumens angeordneten zusätzlichen Einlage
(19) zwischen 10% und 30% der Breite (LJ der
Parallelitätszone der Karkasse (12) und der Laufstreifen-Verstärkungseinlage (13) beträgt;
und
e) die Längsmittelachse (m) der auf der Seite des
größeren Teilvolumens liegenden zusätzlichen Einlage (18) in einem Abstand (B) von der
Wulstmittelebene (X-X') angeordnet ist, der zwischen 10% und 50% des maximalen axialen
Abstandes (W1) der Karkasse (12) der auf der gleichen Seite liegenden Seitenwand (15) von
der Wulstmittelebene (X-X) beträgt.
2. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Absolutwerte der Winkel, die die Fäden oder Kabel der beiden gekreuzten Lagen (18',
18"; 19', 19") der zusätzlichen Einlagen (18,19) mit der Längsrichtung einschließen, zwischen 5° und 10°
liegen.
3. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Einlagen
(18, 19) aus Kabeln bestehen, deren Verseilschlag zwischen dem 12- und 20fachen des scheinba
ren Kabeldurchmessers liegt.
4. Luftreifen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden oder Kabel der zusätzlichen
Einlagen (18,19) aus Stahl bestehen.
5. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden oder Kabel der zusätzlichen Einlagen (18, 19) fugendicht angeordnet sind.
5. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden oder Kabel der zusätzlichen Einlagen (18, 19) fugendicht angeordnet sind.
6. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ίο dadurch gekennzeichnet, daß der axial äußere Rand
(18'") der auf der Seite des größeren Teilvolumens liegenden zusätzlichen Einlage (18) axial innerhalb
der Parallelitätszone (L) der Karkasse (12) und der Laufstreifen-Verstärkungseinlage (13) in einem Abstand
von deren Rand liegt, der zwischen 0 und 30% der Breite (L) der Parallelitätszone beträgt
7. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der axial äußere Rand
(19'") der auf der Seite des kleineren Teilvolumens liegenden zusätzlichen Einlage (19) axial innerhalb
der Parallelitätszone (L) der Karkasse (12) und der Laufstreifen-Verstärkungseinlage (13) in einem Abstand
von deren Rand liegt, der zwischen 0 und 30% der Breite der Parallelitätszone beträgt.
8. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß wenigsttns eine der
beiden zusätzlichen Einlagen (18, 19) aus zwei getrennten Lagen (18', 18" bzw. 19', 19") gebildet ist,
deren Breite sich um höchstens 10% voneinander unterscheidet
9. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der
beiden zusätzlichen Einlagen (18,19) aus einer gefalteten Lage (40) gebildet ist, deren umgefaitete Randabschnitte
(40', 40") entlang einem Parallelkreis aneinanderstoßen.
10. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der
beiden zusätzlichen Einlagen (18,19) aus einer Lage
(50) gebildet ist, die auf sich selbst zurückgefaltet ist und deren Falte (50') den axial außen liegenden Rand
der zusätzlichen Einlage bildet.
Die Erfindung betrifft einen Luftreifen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein solcher Luftreifen, der aus der US-PS 36 56 532 bekannt ist, weist Seitenwände auf, die in bezug auf die Mittelebene der Wülste unsymmetrisch sind, so daß beispielsweise die Abwicklungslänge einer Seitenwand oder des entsprechenden Abschnitts der Karkassenbewehrung größer ist als die der anderen Seitenwand. Eine solche Ausbildung ist insbesondere dann notwendig, wenn man die Belastungsfähigkeit des Reifens vergrößern will, d. h. das Volumen des Reifenhohlraums und die Außenmaße des Reifens radial nach außen in bezug auf die Rotationsachse des Reifens und axial zur Innen-Seite des Fahrzeugs hin durch den Fahrzeugaufbau und/ oder die Breite der Felge begrenzt sind." Die einzige Möglichkeit besteht in einer Vergrößerung der Reifenbreite ausschließlich in Axialrichtung zur Fahrzeugaußenseite hin, bezogen auf die Mittelebene der Reifen-Wülste. Das partielle Volumen des Reifenhohlraums, das axial auf einer Seite angeordnet ist, ist dadurch größer als das partielle Volumen, das axial auf der anderen Seite der Mittelebene der Wülste liegt. Derartige Fälle
Ein solcher Luftreifen, der aus der US-PS 36 56 532 bekannt ist, weist Seitenwände auf, die in bezug auf die Mittelebene der Wülste unsymmetrisch sind, so daß beispielsweise die Abwicklungslänge einer Seitenwand oder des entsprechenden Abschnitts der Karkassenbewehrung größer ist als die der anderen Seitenwand. Eine solche Ausbildung ist insbesondere dann notwendig, wenn man die Belastungsfähigkeit des Reifens vergrößern will, d. h. das Volumen des Reifenhohlraums und die Außenmaße des Reifens radial nach außen in bezug auf die Rotationsachse des Reifens und axial zur Innen-Seite des Fahrzeugs hin durch den Fahrzeugaufbau und/ oder die Breite der Felge begrenzt sind." Die einzige Möglichkeit besteht in einer Vergrößerung der Reifenbreite ausschließlich in Axialrichtung zur Fahrzeugaußenseite hin, bezogen auf die Mittelebene der Reifen-Wülste. Das partielle Volumen des Reifenhohlraums, das axial auf einer Seite angeordnet ist, ist dadurch größer als das partielle Volumen, das axial auf der anderen Seite der Mittelebene der Wülste liegt. Derartige Fälle
ergeben sich bei bestimmten Fahrzeugen für große Lasten, die für einen Betrieb vorgesehen sind, der wenigstens
teilweise abseits der Straßen erfolgt
In der US-PS 36 56 532 ist vorgeschlagen, daß beim Durchfahren von Kurven mit hoher Geschwindigkeit
auftretende seitliche Abkippen des Reifenscheitels durch eine Verstärkung der radial innenliegenden Hälf-
:e der entsprechenden Seitenwand zu begrenzen.
Andererseits wurde aber gefunden, daß bereits unter der Wirkunf des Aufblasdrucks jede Seitenwand dazu
neigt, ein ihr eigenes meridianes Gleichgewichtsprofil einzunehmen, wodurch das Kippen des Reifenscheitels
in Richtung der Mittelebene der Wülste verursacht wird. Auch ist es unmöglich, das erwünschte radiale Außenmaß
einzuhalten. Die Laufstreif en-Verstärkungseinlage ist auf der Seite der maximalen radialen Ausdehnung
der Karkasse exzessiven Spannungen unterworfen, die die Laufstreifen-Verstärkungseinlage frühzeitig
zerstören.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Luftreifen der eingangs angegebenen Art das durch den
Aufblasdruck verursachte Kippen des Reifenscheitels in Richtung auf die in gleichem Abstand von den Wulsten
befindliche Mittelebene und somit eine Änderung des erwünschten radialen Ausmaßes des Reifens zu verhindem.
Diese Aufgabe wird bei dem gattungsgemäßen Luftreifen durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs
1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Aus der DE-PS 8 77 407 ist an sich bereits bekannt, daß das Meridianprofil eines Reifens durch schmale Einlagen
eingeschnürt werden kann, die dazu bestimmt sind, den Dehnungsdruck der Karkasse abzufangen.
Aus der DE-OS 21 09 243 ist ferner bekannt, bei einem
symmetrischen Luftreifen die im Fahrbetrieb auftretenden, durch die Zentrifugalkraft verursachten Deformierungen
durch zusätzliche Einlagen zu vermindern, die aber nicht in der Parallelzone zwischen Karkasse
und Laufstreifen angeordnet sind und deren Funktion vielmehr darin besteht, die Parallelität zwischen
Karkasse und Laufstreifenbewehrung zu verhindern, indem diese voneinander entfernt werden.
Aus der Zeitschrift »Gummibereifung«, Nr. 2/1975, S. 24/26, und aus der DE-AS 10 16 584 ist es ferner an
sich bereits bekannt, daß allgemein durch die Einstellung des Winkels der Kordfäden einer Einhge die in
Umfangsrichtung wirksam werdende Kraft eines Bandes beeinflußt werden kann.
Durch die Verwendung der zusätzlichen Einlagen bei dem erfindungsgemäßen Luftreifen wird die korrekte
Lage der Laufstreifen-Verstärkungseinlage Im Meridianschnitt
gesehen wieder hergestellt, wobei d:e Übertragung der Spannung der Karkasse auf die Laufstreifen-Verstärkungseinlage
in der entsprechenden Zone vermieden wird.
Zur Vergrößerung der Haltbarkeit der Laufstreifen-Verstärkungseinlage
und ebenfalls unter Vermeidung der Übertragung der Spannung von der Karkasse auf
die Laufstreifen-Verstärkungseiniage in der Zone, in tier diese radial außerhalb des Abschnitts der Karkasse
liegt, welche der Seitenwand entspricht, die den kleinsten maximalen axialen Abstand von der Mittelebene
der Schultern erreicht, wird die expansionsbegrenzende Einlage radial außerhalb dieses Abschnitts der Karkasse
angeordnet. Die expansionsbegrenzende Einlage weist im wesentlichen die gleichen allgemeinen Kennzeichen
des Aufbaus und der Anordnung auf wie die neigungsbegrenzende Einlage, ohne daß sie notwendigerweise
mit dieser identisch sein muß. Gleichermaßen und vorzugsweise ist die expansionsbegrenzende Einlage aus
zwei übereinander angeordneten und gegenüber der Längsrichtung gekreuzten Lagen gebildet
Die auf eine radial außerhalb der Karkasse angeordnete Lage ausgeübte Spannung 7; bezogen auf die Einheit
der Breite, gemessen in Axialrichtung, läßt sich in erster Annäherung mit Hilfe der Formel
errechnen.
In dieser Formel ist ρ der Aufblasdruck des Reifens, R
der Radius der Lage, bezogen auf die Rotationsachse des Reifens, und λ der Winkel, den die Kabel der Lage
gegenüber der Längsrichtung des Reifens einnehmen. Diese Formel zeigt, warum die Erfindung vorzugsweise
in den beiden zusätzlichen Einlagen Winkel χ verwendet,
welche unter der Hälfte des kleinsten bei der Laufstreifen-Verstärkungseinlage verwendeten Winkels
(oder des einzigen Winkels bei der Verwendung einer Laufstreifen-Verstärkungseinlage mit symmetrisch gekreuzten
Lagen) liegen. Vorzugsweise liegen die Winke! zwischen 5° und 10°. Dadurch ist in der Tat die Spannung
T der zusätzlichen Einlagen immer kleiner als die Spannung der Lage der Laufstreifen-Verstärkungseinlage,
die mit dem kleinsten Winkel angeordnet ist. Die Dehnung der zusätzlichen Einlagen unter der Wirkung
der durch den Aufblasdruck hervorgerufenen Spannung, welche auf die Karkasse einwirkt, ist dadurch
schwächer. Damit wird die Übertragung dieser Spannung und die dortige Entstehung von Scherspannungen
beim Aufblasen des Reifens vermieden.
Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in den Zeichnungen dargestellten
bevorzugten Ausführungsformen. Es zeigt
F i g. 1 einen Radialschnitt eines dem Stand der Technik entsprechenden Luftreifens,
F i g. 2 einen Radialschnitt eines erfindungsgemäßen Luftreifens, dem eine Draufsicht der zum Verständnis
der Erfindung wesentlichen Kabellagen zugefügt ist, und
F i g. 3 und 4 in vergrößertem Maßstab Radialschnitte anderer Ausführungsformen der zusätzlichen Einlagen.
Der in F i g. 1 dargestellte Meridianschnitt zeigt in ausgezogenen Linien einen Luftreifen 1, der auf einer
Felge 2 montiert, jedoch nicht aufgeblasen ist. Dieser Luftreifen weist eine radiale Karkasse 3 auf, welche
durch Umschlagen um einen Wulstkern 4 in jeder der Wülste 5 verankert ist, sowie eine Laufstreifenbewehrung
6, die aus zwei übereinander angeordneten und gekreuzten Lagen gebildet ist. Die Gerade X-X' stellt
die Schnittlinie der Mittelebene der Wülste mit der Zeichnungsebene dar. Diese Mittelebene hat sinen gleichen
Abstand von den beiden Felgenrändern 2'. Dieser Abstand ist gleich der Hälfte der Breite j der Felge 2,
wie sie durch die gebräuchlichen Normen definiert ist.
Die Karkaisenuewelii uiig 3 ci'i'ciciu iii dcf Seitenwand
7 einen maximalen axialen Abstand IV,, der größer ist
als der Abstand Wo, den die andere Seitenwand 8 gegenüber uer Mittelebene X-X'der Wülste einnimmt.
Wenn dieser Luftreifen auf den Nenndruck aufgeblasen wird, neigt sich der gesamte Scheitel in Richtung der
Mittelebene X-X', wie dies punktiert dargestellt ist, derart,
daß die Normale N auf den Laufstreifen mit der
Mittelebene X-X'der Wülste einen Winkel y von einigen
Grad bildet, was besonders schädlich für die Haltbarkeit des Reifens ist. Die Mittelebene der Wülste liegt
senkrecht zur (nicht dargestellten) Rotationsachse des Reifens.
Die F i g. 2 zeigt einen erfindungsgemäßen Reifen, der auf einer Felge 11 montiert sowie aufgeblasen aber
nicht belastet ist. Die Wulstsitze W auf der Felge 11 haben den gleichen Durchmesser D. Die Erfindung betrifft
aber auch Luftreifen der beanspruchten Art, deren Wulstsitze in an sich bekannter Weise verschiedene
Durchmesser haben. Die Karkasse 12 und die Laufstreifen-Verstärkungseinlage 13 haben die gleichen Eigenschaften
wie die des in F i g. 1 dargestellten Reifens. Die einlagige Karkasse 12 aus Stahlkabeln umfaßt zwei Teiie
12' und 12", die ohne Unterbrechung die Seitenwände 14 bzw. 15 bewehren. Die Abwicklungslänge des Abschnittes
12", der zwischen dem Wulstkern 17 und dem Schnittpunkt mit der Mittelebene X-X'fax Wülste liegt,
ist größer als die Abwicklungslänge des Abschnittes 12', der zwischen dem Wulstkern 16 und dem Schnittpunkt
mit der Mittelebene X-X' liegt. Der maximale axiale Abstand W1 des Abschnittes 12" von der Mittelebene
A^'der Wülste ist größer als der maximale axiale Abstand
Wb des Abschnittes 12'. Die radiale Höhe der Karkasse in bezug auf die Wulstsitze 11' ist entsprechend
der genormten Definition mit //bezeichnet.
In einer Zone der Breite L, die kleiner ist als die
äußerste Breite L' der Laufstreifen-Verstärkungseinlage 13, haben die Karkasse 12 und die Laufstreifen-Verstärkungseinlage
13 eine schwache Meridiankrümmung, die vorzugsweise höchstens gleich der Umfangskrümmung
des Scheitels des Reifens 10 ist, und verlaufen etwa parallel zueinander.
Die Laufstreifen-Verstärkungseinlage 13 ist aus zwei übereinander angeordneten und gekreuzten Lagen 13'
und 13" gebildet, die gegenüber der Längsrichtung des Reifens Winkel von 25° einnehmen. Auf der Seite der
Mittelebene X-X' der Reifenwülste, die dem Abschnitt 12" der Karkasse entspricht, und in der Zone zwischen
der Karkasse 12 und der Laufstreifen-Verstärkungseinlage 13 ist parallel zur Karkasse 12 eine zusätzliche, die
Neigung des Scheitels begrenzende Einlage 18 angeordnet Diese Einlage 18 ist aus zwei übereinander angeordneten
Lagen 18' und 18" verschiedener Breiten gebildet, die aus wenig dehnbaren Stahlkabeln gebildet sind, welche
fugendicht angeordnet sind und gegenüber der Reifenlängsrichtung einen Winkel einnehmen, dessen Absolutwert
8° beträgt, so daß die Einlage 18 die Neigung des Reifenscheitels S verhindert
Die Mittelebene (Schnittlinie Y-Y' mit der Zeichnungsebene)
der Laufstreifen-Verstärkungseinlage 13 ist nach dem Aufblasen des Reifens parallel zur Mittelebene
X-X' der Wülste geblieben. Die Einlage 18 kann
gleichermaßen aus wenigstens einer Lage wenig dehnbarer Stahlkabel gebildet sein, die zur Längsrichtung
parallel verlaufen, oder aus wenig dehnbaren Stahlkabeln,
die in Längsrichtung um die Karkasse herumgerollt sind.
Eine die Expansion begrenzende Einlage 19 ist wie die Einlage 18 zwischen der Karkasse 12 und der Laufstreifen-Verstärkungseinlage
13 parallel zur Karkasse 12 und innerhalb der Parallelitätszone L angeordnet Die
Einlage 19 ist auf der Seite der Mittelebene X-X' der Wülste angeordnet, die derjenigen gegenüberliegt, in
der sich die Einlage 18 befindet
Die Breite C der Einlage 18 ist hier gleich etwa 33% der Breite L der Parallelitätszone. Der axial äußere
Rand 18'" der Einlage 18 liegl innerhalb der Zone L Die
Lage 18' hat eine Breite, die sich von der Breite der Lage 18" um wenigstens 10% unterscheidet. Der axiale Abstand
B der Mittelachse m der Einlage 18 von der Mittelebene A"-X'der Wülste ist etwa gleich 15% des maximalen
Abstandes IVi des längsten Abschnittes 12" der
Karkasse 12 zu der Mittelebene X-X'.
Die Einlage 19 ist aus zwei übereinander angeordneten Lagen 19' und 19" gebildet, deren wenig dehnbare
Stahlkabel fugendicht angeordnet sind und gegenüber der Umfangsrichtung des Reifens einer. Winkel mit einem
Absolutwert von 10° einnehmen. Die Breite D dieser Einlage 19 ist etwa gleich 17% der Breite L der
Parallelitätszone. Die Breite der Lage 19" unterscheidet sich wenigstens um 10% von der Breite der Lage 19'.
Der axial äußere Rand 19'" der Einlage 19 ist innerhalb der Parallelitätszone L angeordnet. Der axiale Abstand
A zwischen der Mittelachse m'der Einlage 19 und der Mittelebene X-X' der Wülste ist etwa gleich 22% des
maximalen axialen Abstandes Wo.
Die F i g. 3 zeigt eine gefaltete Einlage 18 oder 19, die hier mit 40 bezeichnet ist und zwei umgefaltete Bereiche
40' und 40" bilden, deren Ränder aneinanderstoßen.
Die F i g. 4 zeigt eine Einlage 18 oder 19, die einteilig ausgebildet und hier mit 50 bezeichnet ist sowie entlang ihrer Mittellinie auf sich selbst zurückgefaltet ist. Die Falte 50' ist axial auf der Außenseite in bezug auf die Mittelebene X-X'der Wülste angeordnet.
Die F i g. 4 zeigt eine Einlage 18 oder 19, die einteilig ausgebildet und hier mit 50 bezeichnet ist sowie entlang ihrer Mittellinie auf sich selbst zurückgefaltet ist. Die Falte 50' ist axial auf der Außenseite in bezug auf die Mittelebene X-X'der Wülste angeordnet.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
1. Luftreifen mit einer beiderseits an wenigstens einem Wulstkern verankerten radialen Karkasse, die
in bezug auf die von den beiden auf einer Felge montierten Wulsten in gleichem Abstand befindliche
Wulstmittelebene ein unsymmetrisches Meridianprofil hat, so daß der Reifenhohlraum durch die
Wulstmittelebene in zwei verschieden große Teilvolumen unterteilt ist, und mit einer Laufstreifen-Verstärkungseinlage
mit geringer Meridiankrümmung, die wenigstens auf einem Teil ihrer Breite mit der
Karkasse parallel verläuft und aus wenigstens zwei übereinander angeordneten Lagen aus Fäden oder
Drähten besteht, die in jeder Lage parallel sind, sich
jedoch lagenweise kreuzen und mit der Längsrichtung des Reifens Winkel von höchstens 45° einschließen,
dadurch gekennzeichnet, daß
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