DE3026871C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf schlauchlose Radialreifen für Lastkraftwagen und Busse, und insbesondere auf schlauchlose Radialreifen mit einem verbesserten Wulstaufbau.

In herkömmlichen Radialreifen werden, wie aus der Automobiltechnischen Zeitschrift 81 (1979) 5 S. 233 bekannt, für Lastkraftwagen und Busse üblicherweise Stahlfäden für eine Karkassenaufbauschicht und eine Gürtelschicht verwendet. Für schlauchlose Reifen jedoch haben Stahlfäden folgende Nachteile: pneumatische Reifen mit einem inneren Schlauch lassen die Innenluft von dem inneren Schlauch nach außen durch die Öffnung zwischen dem Reifengehäuse und dem Innenschlauch austreten. Dies bedeutet, daß lediglich ein geringes Eintreten von Luft und Feuchtigkeit in das Reifeninnere auftritt. Im Gegensatz dazu ist das Reifeninnere bei schlauchlosen Reifen dem Eintreten von darin enthaltener Luft und Feuchtigkeit ausgesetzt. Die Luft und die Feuchtigkeit, die in den Reifen selbst eindringt, wird in den Räumen der Stahlfäden zurückgehalten. Als Ergebnis rosten die Stahlfäden und zusätzlich wird die Adhäsion zwischen den Stahlfäden und den Gummizusammensetzungen beeinträchtigt.

An Stelle von Stahlfäden werden, wie in der DE-A 28 54 611 beschrieben, textile Fäden, zum Beispiel Polyesterfäden mit vergleichbaren Festigkeiten, ebenfalls verwendet. Die Anzahl von Lagen wird erhöht, so daß eine Festigkeit erhalten wird, die der der Stahlfäden entspricht. Ein Erhöhen der Lagenanzahl liefert eine vergrößerte Dicke des Unterwulstabschnittes, womit ein Abschnitt zwischen einem Wulstdraht und einer Wulstkante, die auf einer Felge befestigt ist, gemeint ist. Andererseits ist ein Wulstsitz einer Felge, die für einen schlauchlosen Reifen für Lastkraftwagen oder Busse verwendet wird, um 15° geneigt, und die Höhe eines Felgenflansches ist sehr gering. Wenn ein Wulstdraht außerhalb in radialer Richtung aufgrund der Zunahme der Dicke des Unterwulstabschnittes angeordnet ist, übersteigt deshalb die Lage des Wulstdrahtes fast die Höhe des Felgenrandes. Als Ergebnis wird die Auftrennung der Karkassenlagenschicht an der Innenseite des Wulstdrahtes hervorgerufen. Weitere Verschleißerscheinungen an gattungsgleichen Reifen werden in DE-A 28 40 685 beschrieben.

Falls die Menge der Gummizusammensetzungen im Unterwulstabschnitt zwischen dem Wulstdraht und der Wulstkante verringert ist, um den Wulstdraht an einer inneren Stellung anzuordnen, wird der Wulstgummi durch die Felge während des Reifenlaufes abgetragen. Dementsprechend werden die Lagenfäden verletzt und die Reifenzerstörung hervorgerufen.

Wenn weiterhin die Stärke der Gummimischung im Unterwulstabschnitt verringert wird, ist die elastische Rückfederung, die zur Befestigung eines Reifens auf einer Felge notwendig ist, nicht mehr gegeben. Die luftdichte Abdichtung eines schlauchlosen Reifens wird dadurch hervorgerufen, daß ein Wulstabschnitt auf einem Wulstsitz einer Felge unter zusammengedrücktem Zustand des Unterwulstabschnittes, der zwischen Wulstdraht und Wulstsitz angeordnet ist, befestigt wird. Da ein Textilfaden verhältnismäßig geringe Elastizität aufweist kann, wenn der Unterwulstabschnitt durch Textilfäden anstatt von Gummizusammensetzungen besetzt ist, keine ausreichende elastische Rückfederung zur Befestigung eines Reifens auf einer Felge erhalten werden. Der Reifen kann nicht ohne weiteres auf einer Felge angebracht werden, oder die Befestigungsbedingungen werden ungleich entlang des Umfanges des Reifens, so daß der Reifen nicht mehr dicht anliegt und Schwierigkeiten mit dem Wulstabschnitt entstehen. Ebenfalls treten unerwünschte Vibrationen, die sich auf das Fahrzeug übertragen, auf.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen schlauchlosen Radialreifen für Lastkraftwagen und Busse zu schaffen, dessen Karkassenlagenfäden Textilfäden, insbesondere Polyesterfäden sind und der das frühzeitige Abtrennen von Lagen und das Auftreten von Vibrationen weitgehend vermeidet.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die Polyesterfäden von nicht weniger als 4 500 d bewirken eine beträchtliche Festigkeit, und somit kann die Anzahl von Lagen verringert werden, um die Dicke des Unterwulstabschnittes zu erhöhen, ohne daß die Stärke der Gummimischung, die darin enthalten ist, verringert wird. Dementsprechend ist der Wulstdraht an einer inneren Stelle angeordnet, ohne daß die Höhe der Felgenkante oder des Felgenflansches überschritten wird. Dadurch tritt kein Abtrennen der Karkassenlagenschicht an der Innenseite des Wulstdrahtes auf. Und da auch die Stärke der Gummimischung im erfindungsgemäßen Bereich besonders vorteilhaft dimensioniert ist, weist der Wulstabschnitt eine gute Festigkeit und Dauerhaftigkeit auf, da Schwingungen vermieden werden.

Die elastische Rückfederung des Unterwulstabschnittes ist so bestimmt, daß gute Montierbedingungen geschaffen werden. Ein Reifen kann leicht und gleichmäßig entlang des Umfanges der Felge mit einem guten luftdichten Schluß zwischen Reifenwulst und Wulstsitz der Felge montiert werden. Die stabile und zuverlässige Befestigung verhindert das Auftreten von Abtrennungen in dem Wulstabschnitt und eine unerwünschte Vibration des Fahrzeugs.

Vorteilhaft können die Karkassenlagen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 2 so aufgebaut sein, daß die Dicke des Unterwulstabschnittes verringert wird.

Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung verdeutlicht.

Fig. 1 ist eine Schnittansicht des Wulstabschnittes mit Polyester-Karkassenlagen, bei denen eine Hälfte der Lagen um den Wulstdraht von der Innenseite nach außen gedreht ist, und die restliche Hälfte sich entlang eines Stahlprotektors nach außen erstreckt.

Fig. 2 ist eine Schnittansicht des Wulstabschnittes mit einer anderen Art des Polyester-Karkassenaufbaus, wobei alle Lagen um den Wulstdraht von innen nach außen gedreht sind.

Fig. 3 ist eine Schnittansicht des Wulstabschnittes mit einer durch gestrichelte Linien dargestellten Felge, wodurch der Befestigungsaufbau des schlauchlosen Reifens auf einer Felge in Übereinstimmung mit der Erfindung als Beispiel dargestellt wird.

Fig. 4 ist eine Schnittansicht des Wulstabschnittes, der eine weitere erfindungsgemäße Ausführung zeigt.

Der Karkassenaufbau der Polyesterfäden ist üblicherweise in zwei Typen aufzuteilen. Die eine Art ist in Fig. 1 dargestellt. In einem Aufbau von vier Karkassenlagen ist die eine Hälfte, zwei Lagen von Polyesterfäden 4a, um den Wulstdraht 2 von der Innenseite zur Außenseite gewickelt, und die restlichen beiden Lagen 4b erstrecken sich entlang eines Stahlprotektors 3. Ein anderer Karkassenaufbau ist in Fig. 2 dargestellt, bei dem vier Karkassenlagen aus Polyesterfäden alle um den Wulstdraht 2 von der Innenseite nach außen entlang des Stahlprotektors 3 geführt sind. In dem ersteren, in Fig. 1 dargestellten Aufbau kann es leicht eintreten, daß die beiden äußeren Lagen 4b in der Gegend des Punktes X ermüden. Dementsprechend ist der Karkassenaufbau aus Polyestefäden, wie er in Fig. 2 dargestellt wird, für die vorliegende Erfindung von Interessse.

In Fig. 3 ist der Wulstabschnitt dargestellt, der den Karkassenlagenaufbau, wie er in Fig. 2 gezeigt ist, besitzt. Vier Karkassenlagen aus Polyesterfäden 4 sind alle um den Wulstdraht 2 entlang des Stahlprotektors 3 geführt. Eine Felge 5, auf der ein schlauchloser Reifen montiert ist, ist durch die gestrichelten Linien mit einem Felgenflansch 5a dargestellt. Die luftdichte Verbindung eines schlauchlosen Reifens ist durch ein enges Montieren der Wulstkante auf den Wulstsitz der Felge herbeigeführt. Wenn eine vertikale Linie P gegen den Wulstsitz auf der Felge 5 von der Mitte des Wulstdrahtes 2 gezogen wird, kann ein Unterwulstabschnitt, der bestimmt ist als Abschnitt zwischen dem Wulstdraht 2 und der Wulstkante, festgelegt werden, wie hier mit dem Bezugszeichen B. Ein schlauchloser Reifen wird auf einer Felge 5 mit einem luftdichten Ansitzen dadurch montiert, daß der Unterwulstabschnitt B zusammengedrückt wird um die Kompressionsstrecke, die mit dem Bezugszeichen C bezeichnet ist.

Ein Erhöhen der Anzahl von Lagen, um eine Festigkeit zu erhalten, die der von Stahlfäden entspricht, führt zu einem Anwachsen der Dicke des Unterwulstabschnittes B, was wiederum dazu führt, daß der Wulstdraht 2 außerhalb in radialer Richtung angeordnet ist und fast die Höhe der Felgenkante 5a übersteigt, wenn der Wulstsitz der Felge in einem kleinen Winkel von etwa 15° geneigt ist. Ein derartiger Aufbau führt häufig zu Schwierigkeiten, indem Abtrennungen an der Innenseite des Wulstdrahtes 2, wie mit dem Bezugszeichen Y bezeichnet, auftreten.

Andererseits führt eine Verringerung der Menge der Gummiverbindungen, die in dem Unterwulstabschnitt B verwendet werden, zu einem Abrieb von Wulstgummi durch den Wulstsitz auf der Felge 5.

In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung werden Polyesterfäden von nicht weniger als 4 500 d für Karkassenlagen verwendet, um die gewünschte Festigkeit zu erhalten, ohne daß die Anzahl der Lagen erhöht wird oder die Gummizusammensetzungen des Unterwulstabschnittes verringert werden. Weiterhin wird entsprechend der Erfindung die Kompressibilität des Unterwulstabschnittes beachtet anstatt lediglich die Dicke des Unterwulstabschnittes oder die Menge der Gummimischung, die für den Unterwulstabschnitt verwendet wird, zu beachten.

Die Kompressibilität des Unterwulstabschnittes in dieser Erfindung beinhaltet sowohl die Kompressibilität des Unterwulstabschnittes bezüglich seiner Gesamtheit als auch die Kompressibilität der Gummianteile, die in dem Unterwulstabschnitt enthalten sind.

Ein Überschreiten der oberen Grenze für den Kompressibilitätsbereich, der durch diese Erfindung dargelegt wird, führt dazu, daß ein Reifen nur schwer auf einer Felge montiert werden kann, und daß die Montierbedingungen ungleich entlang des Umfanges eines Reifens werden, wodurch Abtrennungen im Wulstabschnitt oder eine unerwünschte Vibration des Fahrzeugs hervorgerufen werden.

Andererseits verursacht eine Kompressibilität unterhalb der unteren Grenzen ein Entweichen der zum Aufblasen verwendeten Luft.

Die bevorzugte Kompressibilität, die durch die vorliegende Erfindung angegeben wird, wird durch den folgenden Prozentwert der Kompressionsmöglichkeiten oder Kompressionsstrecke C zur Gesamtdicke des Unterwulstabschnittes B und zur Gesamtdicke der Gummianteile, die durch R angegeben werden, festgelegt.

Der Wert von C/B ist 0,15 bis 0,20 und der Wert von C/R ist 0,3 bis 0,35.

In Fig. 4 ist eine weitere Ausführungsform des Karkassenaufbaus entsprechend der vorliegenden Erfindung dargestellt. In dieser Ausführungsform werden die meisten der Karkassenlagen 4 aus Polyesterfäden um den Wulstdraht 2 entlang des Stahlprotektors 3 geführt, jedoch ein Teil der Karkassenlagen 4 endet am Innenabschnitt Y des Wulstdrahtes, was bedeutet, daß die Anzahl der Lagen, die um den Wulstkern gewendet sind, geringer ist als die Anzahl der Lagen, die von dem einen Wulstdraht zum anderen Wulstdraht durch den Reifenaufbau geführt werden. Ein derartiger Karkassenaufbau ist für eine Verringerung der Dicke des Unter­ wulstabschnittes vorteilhaft, so daß die Kompressibilität des Unterwulstabschnittes verbessert wird und den erwünschten Bereich, der oben erwähnt ist, erreicht, wobei der am meisten bevorzugte Bereich der Kompressibilität erhalten wird.

Die folgende Tabelle zeigt das Verhältnis zwischen den Änderungen des Fadenmaterials, der Anzahl der erforderlichen Lagen und der Dicke des Unterwulstabschnittes B, wenn die Kompressibilität des Unterwulstabschnittes zwischen 0,15 bis 0,20 bezüglich C/B und 0,3 bis 0,35 bezüglich C/R liegt.

Wie aus der obigen Tabelle deutlich ersehbar, ist die Dicke des Unterwulstabschnittes, der die Karkassenschichtcords von 4500 d- Polyesterfäden enthält, nahe der Dicke des Unterwulstabschnittes, die Stahlkarkassenfäden enthält, und insbesondere im Karkassenaufbau, bei dem die Anzahl der um den Wulstdraht gewendeten Lagen verringert ist gegenüber der Anzahl der Lagen, die sich von dem einen Wulstdraht zum anderen Wulstdraht erstrecken, kann die Dicke des Unterwulstabschnittes gleich der Dicke des Unterwulstabschnittes mit Stahlcords gemacht werden.

Der Test wurde durchgeführt, nachdem der Reifen bis zur Ermüdung lief und Festigkeit der Fäden der Lagen, die um den Wulstdraht geführt sind, verringert wurde. Das Ergebnis ist, daß die Lagefäden eines Reifens eine 10% bis 15% verringerte Festigkeit im Vergleich zu neuen Lagefäden zeigen, jedoch die Fäden, die um den Wulstdraht zurückgeführt sind, lediglich eine kleinere Verringerung zeigen. Das Ergebnis ist auch anwendbar auf Karkassenaufbauten, bei denen die Anzahl der Lage, die um den Wulstdraht geführt sind, geringer ist als die Anzahl von Lagen in der Reifenmitte. Dies liegt an der Tatsache, daß die Lagefäden in einem Reifen die Festigkeit aufgrund der Erstreckungskraft des inneren Druckes und der wiederholten Deformation bei Berührung mit dem Boden verringern, jedoch die Fäden, die um die Wulstdrähte geführt sind, durch den Innendruck und Deformation weniger beeinflußt werden. Daraus folgt, daß die Verringerung der Anzahl von Lagen, die um die Wulstdrähte geführt sind, zu keinen Schwierigkeiten bezüglich ihrer Festigkeit führt.

Claims (2)

1. Schlauchloser Radialreifen für Lastkraftwagen und Busse mit mehreren um einen Wulstkern axial auswärts zurückgeführten Karkassenlagen, die Polyester-Cordfäden (4) von mindestens 4500 d enthalten, sowie einem Wulstsohlenabschnitt mit schräger Sohlenfläche zur elastisch dichtenden Anlage gegen eine schräge Sitzfläche der Felgen, wobei das Verhältnis der Kompressionsstrcke C zur Gesamtdicke B des Unterwulstabschnittes zwischen 0,15 und 0,20 und das Verhältnnis der Kompressionsstrecke C zur Gesamtdicke R der Gummianteile im Unterwulstabschnitt zwischen 0,3 und 0,35 ist.

2. Radialreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß drei oder vier Karkassenlagen um den Wulstkern (2) umgeschlagen sind und gegebenenfalls eine Karkassenlage an der Innenseite des Wulstkerns (2) endet.