DE3152825C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Rippenbögen als radiale Einbauelemente für Luftreifen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei der Herstellung von Luftreifen wird eine Form mit flüssigem oder pastösem Material gefüllt, die im wesentlichen aus einer oder mehreren starren Formschalen, die zur Formgebung der Außenwand des Luftreifens dienen, sowie einem starren oder deformierbaren Formkern besteht, der zur Formgebung der Innenwand des Luftreifens dient.

Wenn derartige Luftreifen mit einer Bewehrung versehen werden sollen, wird die Bewehrung vor dem Füllen in die Form eingesetzt. Dabei ist es schwierig, die Bewehrung in der Form mit hinreichender Genauigkeit anzuordnen und diese Anordnung während des Füllvorgangs beizubehalten; besonders schwierig ist die Anordnung und Fixierung der Bewehrung in einem vorgegebenen Abstand von der Innenwand des Luftreifens, d. h. der Außenwand des Formkerns.

Die DE-PS 40 57 70 zeigt einen Rippenbogen der eingangs genannten Art. Die dabei verwendeten Rippenbögen sind mit ihren Haken an den Wulstkernen eingehängt und bestehen aus einem Stahlkern, der mit Schraubenfedern umwickelt ist. Es ist offensichtlich, daß diese Radialbewehrungen sehr hart und unelastisch sind. Außerdem erfordert die Herstellung derartiger Rippenbögen einen hohen Aufwand.

Es ist weiter bekannt, in den Reifenflanken eine ringförmige, nicht aufblasbare Bandage aus radial angeordneten Metallbändern vorzusehen; hierbei liegt die Absicht zugrunde, die Bandage in geeigneter Weise zu versteifen, um bei Belastung eine übermäßige Stauchung zu vermeiden (US-PS 32 08 500).

Ferner ist es bekannt, Metallbänder entsprechend dem Meridianprofil, das dem Luftreifen verliehen werden soll, zu biegen, um Rippenbögen zu erhalten, und diese dann nebeneinander anzuordnen und in Längsrichtung zu verbinden. Es entsteht so eine Torusschale, die den Luftreifen bewehrt und schützt (FR-PS 917 701).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Rippenbögen der eingangs angeführten Art dahingehend zu verbessern, daß diese relativ einfach und billig hergestellt werden können, wobei deren Positionierung in der Formschale eindeutig ist und die Rippenbögen gleichzeitig auch zur Positionierung einer Scheitelbewehrung dienen können.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angeführten Merkmale. Die Unteransprüche enthalten zweckmäßige weitere Ausbildungen.

Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Rippenbögen können diese zunächst als flache (ebene) Gegenstände ausgeformt werden. Dabei können mehrere Rippenbögen in einer einzigen Form gefertigt werden und es ist sogar die Herstellung sämtlicher zum Aufbau mindestens eines Luftreifens erforderlicher Rippenbögen mit einem einzigen Guß möglich, wobei die Rippenbögen gegebenenfalls an den Haken fest miteinander verbunden und die zwischen den Haken liegenden Teile voneinander getrennt sind. Anschließend werden die Rippenbögen mit den Haken an den Wulstkernen eingehängt. Auf diese Weise wird, da die Rippenbögen noch immer flach, d. h. geradlinig sind, ein zylindrischer Rohling erhalten. Durch Nähern der beiden Ränder des Rohlings, die die Wulstkerne enthalten, in Axialrichtung werden die Rippenbögen, die sich mit ihren Haken um die Wulstkerne frei drehen können, gebogen, wodurch ein torusförmiges Gebilde erhalten wird, das als solches in die Reifenform eingesetzt werden kann.

Das ringförmige Gebilde kann ferner auch dadurch hergestellt werden, daß die beiden Ränder des zylindrischen Rohlings bei der Einführung in die Reifenform einander genähert werden.

Die flach vorgeformten Rippenbögen werden gebogen, um ihnen zumindest in dem Bereich zwischen den Haken ein vorgegebenes Meridianprofil zu verleihen. Dies erfolgt dadurch, daß die Rippenbögen zumindest im Bereich zwischen den Haken einen (senkrecht zum Rippenbogen gemessenen) Querschnitt erhalten, der sich von einem Haken zum anderen in Abhängigkeit vom örtlichen Krümmungsradius ρ des zu erhaltenden Meridianprofils, das den Rippenbögen durch das Biegen verliehen werden soll, ändert.

Der Krümmungsradius ρ ist durch die Beziehung

gegeben, in der E den Elastizitätsmodul des Materials, aus dem mindestens der Teil der Rippenbögen zwischen den Haken besteht, M das durch axiales Annähern der beiden Ränder des zylindrischen Rohlings hervorgerufene Biegemoment sowie I das Trägheitsmoment des senkrechten Querschnitts in bezug auf die Biegung an der Stelle bedeuten, an der der Krümmungsradius gleich ρ ist.

Es genügt daher, das Trägheitsmoment I von einem Haken zum anderen, d. h. den ihm entsprechenden örtlichen senkrechten Querschnitt, sich in Abhängigkeit vom Krümmungsradius ρ ändern zu lassen, wobei dieser der vorgegebenen gesetzmäßigen Änderung

unterliegt.

Derartige Rippenbögen folgen genau dem Meridianprofil, das durch die gesetzmäßige Änderung ihres Querschnitts im Bereich zwischen den Haken vorgegeben ist, da sich die an den Enden der Rippenbögen vorgesehenen Haken bei der axialen Annäherung frei um die Wulstkerne drehen können.

Auf diese Weise ausgebildete Rippenbögen legen sich ohne Gegenkraft an den Formkern an oder sie bleiben zu ihm parallel, wenn die Änderung des Trägheitsmoments des senkrechten Querschnitts der Rippenbögen der Änderung des Radius der Meridiankrümmung des Formkerns oder einer zu diesem parallelen Fläche entspricht.

Da die Rippenbögen radial angeordnet sind und mindestens im Reifenseitenwandbereich einem natürlichen Gleichgewichtsprofil einer Radialkarkasse folgen, ist die durch den Aufpumpdruck auf die Rippenbögen ausgeübte Zugspannung in den Reifenseitenwänden praktisch konstant.

Wenn Rippenbögen hergestellt werden sollen, bei denen die Zugbeanspruchung konstant ist und die in den Reifenseitenwänden einem gegebenen Meridianprofil folgen, ist es ausreichend, Rippenbögen vorzusehen, deren senkrechter Querschnitt gleichzeitig an allen Punkten im Seitenwandbereich eine konstante Fläche sowie ein Trägheitsmoment aufweist, das sich in Abhängigkeit vom Krümmungsradius des Meridianprofils ändert.

Es ist ferner von Interesse, die Rippenbögen in den Reifenbereichen weicher zu machen, die beim Abrollen starken Biegebeanspruchungen unterworfen sind, und zwar durch Verringerung ihres Biege-Trägheitsmoments, d. h. der Trägheitsmomente ihres senkrechten Querschnitts, in bezug auf die sich in Abhängigkeit vom Krümmungsradius der Meridiankrümmung ändernden Trägheitsmomente bei konstanter Querschnittsfläche.

Wenn im Gegensatz dazu der Luftreifen in bestimmten Zonen versteift werden soll, ist es vorteilhaft, die Fläche des senkrechten Querschnitts der Rippenbögen zu erhöhen, wobei das Trägheitsmoment dem Änderungsgesetz des Krümmungsradius der Meridiankrümmung folgt.

So ist beispielsweise für einen Rippenbogen mit rechteckigem Querschnitt und den Seiten a und b das Trägheitsmoment

Es können nun die Fläche des Querschnitts a · b und/oder das Trägheitsmoment I, d. h. die Abmessungen a und b des Querschnitts des Bereichs der Rippenbögen zwischen den Haken, geändert werden.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Rippenbögen dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen Radialschnitt durch einen Luftreifen, der durch einen Rippenbogen hindurchgeht,

Fig. 2 einen vergrößert dargestellten Ausschnitt eines Rippenbogens mit Bewehrung und

Fig. 3 eine Axialansicht des Luftreifens von Fig. 1 mit Rippenbögen, deren Haken aneinandergrenzen bzw. voneinander beabstandet sind.

Der in Fig. 1 dargestellte Luftreifen 1 weist einen Scheitel 2 auf, der mit zwei Reifenseitenwänden in Verbindung steht, die jeweils in einem Wulst 4 mit einem Wulstkern 5 enden. Der im Elastomermaterial 3 des Luftreifens eingebettete radiale Rippenbogen 6 besteht aus zwei Haken 7 und einem draht- oder fadenförmigen Teil 8, der die beiden Haken 7 miteinander verbindet. Die Wulstkerne 5 liegen in den Haken 7. Die Haken 7 können einen Ansatz 9 aufweisen, der sich bis zum Boden des Wulstes 4 erstreckt. Die Spitze 7′ des Hakens 7, die in diesem Beispiel nach außen gerichtet ist, kann axial außen einen Ansatz 11 aufweisen, der sich bis zur Außenwand 12 des Luftreifens erstreckt. Axial innen kann der Haken 7 einen weiteren Ansatz 13 aufweisen, der sich bis zur Innenwand 14 des Luftreifens erstreckt. Der Rippenbogen 6 kann ferner in seinem drahtförmigen (gegebenenfalls aus einem thermoplastischen Draht bestehenden) Teil 8 weitere Ansätze 17 aufweisen, die sich bis zur Innenwand 14 des Luftreifens erstrecken. Symmetrisch zur Äquatorialebene, deren Projektion in der Zeichnung durch die Linie XX′ dargestellt ist, können in der Nähe der Reifenschultern zwei Ansätze 15 vorgesehen sein, die bis zur Oberfläche des Luftreifens 1 reichen. Diese Ansätze dienen vorteilhaft zur axialen Positionierung der Scheitelbewehrung 16.

Der Rippenbogen 6 berührt die Innenwand 14 des Luftreifens längs eines äquatorialen Bereichs Z, in dem er bündig mit der Innenwand 14 des Luftreifens verläuft.

In der Elastomermasse 6′ des Rippenbogens 6 ist, wie aus Fig. 2 hervorgeht, eine Bewehrung eingeschlossen, die beispielsweise ein Kabel 20 ist, das von einem Haken 7 zum anderen verläuft. Diese Bewehrung ist somit im Äquatorialbereich Z des Scheitels von der Innenwand 14 des Luftreifens beabstandet. Diese Scheitelbewehrung 16 aus gegebenenfalls zwei Lagen 16′, 16″ ist von der Innenwand 14 des Luftreifens durch die Rippenbögen 6 beabstandet, die gegebenenfalls, wie im dargestellten Beispiel, mit einer Schicht aus Elastomermaterial 18 überzogen sind.

Die in Fig. 3 dargestellten Rippenbögen 6 weisen Haken 7 auf, die in Längsrichtung aneinander anliegen. Wenn mit L die mittlere Länge des Wulstkerns 5 und mit N die Anzahl der Rippenbögen bezeichnet wird, besitzt jeder Haken eine Breite bzw. Längsausdehnung 19 gleich L/N bzw. eine Winkelbreite, die einem Winkel a mit Zentrum auf der Reifenachse von

entspricht.

In Fig. 1 ist im Bereich der rechten Reifenschulter zur Erläuterung der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ein örtlicher Krümmungsradius ρ eingezeichnet.

Claims (6)

1. Rippenbögen als radiale Einbauelemente für im Gießverfahren herzustellende Luftreifen, wobei die Rippenbögen mit hakenförmigen Enden um die Wulstkerne herumreichen und sich über die Seitenwände sowie den Scheitelbereich des Luftreifens erstrecken, dadurch gekennzeichnet,

• - daß sich das Trägheitsmoment des senkrechten Querschnitts der Rippenbögen (6) zwischen den Haken (7) in Abhängigkeit vom örtlichen Krümmungsradius ( ρ ) ändert, wobei diese Änderung der gesetzmäßigen Beziehung ρ = unterliegt, mitE= Elastizitätsmodul,I= Trägheitsmoment,M= Biegemoment, hervorgerufen durch axiales Annähern der Wulstkerne,
• - daß die Rippenbögen (6) aus form- und gießbarem Material bestehen, das mit dem Elastomermaterial (3) des Luftreifens (1) identisch oder ihm analog ist,
• - daß die Rippenbögen (6) in dem zwischen den Haken (7) liegenden Teil (8) als Stützmittel wirkende Ansätze (17) aufweisen, und
• -daß die Rippenbögen (6) im Bereich der Schultern des Scheitels des Luftreifens (1) Ansätze (15) aufweisen.

2. Rippenbögen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippenbögen (6) aus einem Material bestehen, das gegenüber dem Elastomermaterial (3) des Luftreifens (1) reaktiv ist.

3. Rippenbögen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Rippenbogen (6) mindestens in dem zwischen den Haken (7) liegenden Teil (8) eine Bewehrung aus Fasern, Fäden, Drähten, Seilen oder Kabeln aufweist.

4. Rippenbögen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der senkrechte Querschnitt der Rippenbögen (6) zumindest in dem Teil (8) zwischen den Haken (7), der den Reifenseitenwänden entspricht, eine konstante Fläche aufweist.

5. Rippenbögen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägheitsmoment des senkrechten Querschnitts der Rippenbögen (6) in bezug auf die Biegung in den Bereichen, in denen der Luftreifen starken Biegebeanspruchungen unterliegt, verringert ist.

6. Rippenbögen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche des senkrechten Querschnitts der Rippenbögen (6) in den Bereichen, in denen der Luftreifen verstärkt werden muß, vergrößert ist.