DE3026871C2 - - Google Patents
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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.
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