DE10154824C1

DE10154824C1 - Fahrzeugreifen mit asymmetrischer Wulstkonstruktion

Info

Publication number: DE10154824C1
Application number: DE2001154824
Authority: DE
Inventors: Klaus Kleinhoff
Original assignee: Continental AG
Current assignee: Continental AG
Priority date: 2001-11-08
Filing date: 2001-11-08
Publication date: 2003-04-17
Anticipated expiration: 2021-11-09

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugreifen mit asymmetrischer Wulstkonstruktion, bestehend aus einem Laufstreifen, zwei Seitenwänden, zwei Reifenwülsten, zwei Wulstkernen, einem Gürtel mit Festigkeitsträger aufweisenden Lagen sowie einer Reifenkarkasse. Um eine optimierte Kraftübertragung zwischen Wülsten und Felge zu erhalten, ist vorgesehen, dass ein Endbereich der Karkasslage den auf der einen Seite des Reifens liegenden Wulstkern von der Reifeninnenseite her umschlingt, während der andere Endbereich der Karkasslage den auf der gegenüberliegenden Seite des Reifens liegenden Wulstkern von der Reifenaußenseite her umschlingt. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung des Fahrzeugreifens.

Description

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugreifen mit den Merkmalen des Ober begriffs des Patentanspruchs 1.

Bei einem Fahrzeugreifen besitzt die Gestaltung des Reifenwulstes eine bedeutende Rolle. Insbesondere ist damit die Verankerung der Karkasslagen um den Wulstkern verbunden, die einen Einfluss auf den Sitz des Reifens auf der Felge hat. Über die Wulstpartie werden Kräfte übertragen, die von der Radnabe über die Felge auf den Reifen einwirken. Angestrebt wird in der Reifenkonstruktion ein optimaler Kraftschluss zwischen Felge und Reifenwulst.

Bei der herkömmlichen Reifenbauart liegen eine oder mehrere Karkasslagen in etwa parallel zur Innenwandung des Reifens. Im Bereich des Reifenwulstes werden die Karkasslagen um den Wulstkern von der Reifeninnenseite zur Reifenaußenseite geführt, wobei die Endbereiche der Karkasslagen kurz oberhalb des Felgenhornes liegen. Nachteilig ist bei dieser Anordnung, dass beim Beschleunigen und Bremsen auf den Reifen Kräfte einwirken, die bestrebt sind, die Wulstzehe von der Felge abzuheben. Die Ursache hierfür ist, dass der Wulstkern, der nicht oder nur wenig dehnbar ist, eine Drehachse für den Wulst darstellt. Eine Zugbelastung der Karkasslage bewirkt aufgrund eines Momentes eine Drehbewegung um den Wulstkern. Dadurch entstehen u. a. an der Wulstzehe und oberhalb der Wulstferse Wulstscheuerungen, die die Lebensdauer des Reifens erheblich verkürzen können.

Ein weiterer Nachteil ist mit dem Umstand verbunden, dass bei einer herkömmlichen Wulstausbildung die Übertragung von Querkräften, wie sie typischerweise bei Kurvenfahrt auftreten, im Reifenwulst zu einem erheblichen Teil quer durch den Apex erfolgt. Die Last wird im Wesentlichen am axial inneren Bereich der Galgenschlinge eingeleitet und dann quer durch den Apex zur gegenüberliegenden Karkasslage weitergeleitet. Der Lastpfad durch den Apex führt zu einer erhöhten Erwärmung des Reifenwulstes in Folge einer Walkung des Wulstbereiches. Außerdem wird durch diesen Lastpfad die Lenkreaktion verzögert, da die auftretenden Kräfte erst durch den Apex geleitet werden müssen.

Es sind einige Reifenkonstruktionen bekannt, bei denen die Karkasslage die Wulstkerne von der Reifenaußenseite zur Reifeninnenseite umschlingen. In der DE 20 32 688 A ist ein solcher Fahrzeugreifen beschrieben, bei dem die Enden der Karkasslage in denjenigen Bereichen der Reifenwülste enden, die dem Reifenhohlraum zugekehrt sind. Im Bereich der Wülste sind außerdem Wulstverstärker mit Festigkeitsträgern um die Enden der Karkasslagen gelegt, die eine zusätzliche Stabilisierung bewirken sollen.

Die DE 28 53 078 A1 offenbart eine ähnliche Reifenkonstruktion mit Wulstverstärkern.

Es ist auch ein Fahrzeugreifen mit zur Reifeninnenseite geschlungenen Enden der Karkasslage bekannt.

Die Karkasse wird statt auf der Außenseite auf der Innenseite einer Trommel aufgebaut. Die beiden Wulstkerne werden von außen an die Trommelaußenbereiche herangeführt und die beiden hinausragenden freien Enden der Karkasslage nach einwärts um die Wulstkerne geschlungen. Das Herstellungsverfahren besitzt u. a. den Nachteil, dass das Auflegen der Karkasslage auf der Trommelinnenseite nur schwierig und mit großem Aufwand realisierbar ist. Außerdem wird dadurch die Komplexität des Verfahrens erheblich gesteigert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Fahrzeugluftreifen zu schaffen, welcher ein verzögerungsarmes Lenkverhalten und eine optimierte Kraftübertragung zwischen Wülsten und Felge besitzt.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 angegeben.

Ein Vorteil der Erfindung ist, dass die Querkraftübertragung in demjenigen Reifenwulst, bei dem der Endbereich der Karkasslage den Wulstkern von der Reifenaußenseite her umschlingt, direkter erfolgt. Diese Reifenwulstseite wird im Folgenden als "invertierter Reifenwulst" bezeichnet. Die Last wird beim invertierten Reifenwulst nicht indirekt über den Apex geleitet, sondern im Wesentlichen direkt über die Karkasslage auf den axial inneren Bereich der Galgenschlinge und von dort auf das Felgenhorn übertragen. Dieser erheblich kürzere Lastpfad führt zu einer verzögerungsärmeren Lenkreaktion des Reifens. Eine ähnliche Wirkungsweise der erhöhten Lenkreaktion ist aus einer Verkürzung der Seitenwände des Reifens bekannt, z. B. wenn man von einem 65er zu einem 60er- Reifenquerschnittsverhältnis wechselt. Der invertierte Reifenwulst sollte am Fahrzeug vorzugsweise jeweils auf der fahrzeugäußeren Seite angeordnet sein, da diese Seite zum Lenkverhalten mehr beiträgt als die fahrzeuginnere Seite. Die erhöhte Lenkreaktion des invertierten Reifenwulstes führt auf diese Weise zu einem besseren Lenkverhalten des Fahrzeugs. Diese Wirkung ist insbesondere umso größer, desto höher der Fahrzeugschwerpunkt im Verhältnis zur Fahrzeugbreite ist.

Ferner besitzt der invertierte Reifenwulst den Vorteil, dass der kürzere Lastpfad zu einer geringeren Erwärmung des Wulstbereiches in Folge einer Walkungsbewegung führt und damit die Lebensdauer des Reifens verlängert sowie seine Hochgeschwindigkeitstauglichkeit verbessert wird. Beim invertierten Reifenwulst ergibt sich eine Spannungssituation, die bestrebt ist, die Wulstzehe gegen die Felge zu drücken. Damit treten erheblich weniger Relativbewegungen zwischen Reifenwulst und Felge auf, wodurch Reifenschäden im Wulstbereich vermieden werden.

Die andere Reifenseite mit ihrer konventionellen Wulstausbildung sollte vorzugsweise auf der Fahrzeuginnenseite angeordnet werden. Dort begünstigt die höhere Dämpfung infolge des Kraftflusses durch den Apex den Fahrkomfort und das Innengeräusch. Die Körperschallübertragung vom Reifen auf die Felge und am Ende in den Innenraum des Fahrzeuges erfolgt zum größten Teil über den Reifenwulst auf der fahrzeuginneren Seite, da die Fahrzeugräder in der Regel eine leicht negative Sturzeinstellung besitzen. Der erfindungsgemäße Fahrzeugluftreifen erreicht diese Vorteile bei gleichzeitiger einfacher Herstellbarkeit.

Der produktionstechnische Vorteil liegt darin, dass die einzelnen Lagen des Reifens wie bei einem herkömmlichen Herstellungsverfahren auf die Reifenaufbautrommel aufgelegt werden können. Der invertierte Reifenwulst entsteht durch das Umkrempeln der Karkasslage mit der darüber liegenden Innenseele auf die gegenüberliegenden Oberfläche der Reifenaufbautrommel. Die bisherigen Verfahren zur Herstellung von invertierten Reifenwülsten sind in der Regel daran gescheitert, auf jeweils beiden Reifenseiten einen invertierten Reifenwulst anzuordnen. Dadurch werden komplizierte Herstellungsverfahren erforderlich, bei dem beispielsweise die Lagen den Reifens auf einer Trommelinnenfläche aufgewickelt werden. Es ist jedoch ausreichend nur auf der fahrzeugäußeren Seite einen invertierten Reifenwulst anzuordnen, da diese Seite im Wesentlichen das Lenkverhalten des Reifens bestimmt.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass in demjenigen Reifenwulst, bei dem der Wulstkern von der Reifenaußenseite her umschlungen wird, im invertierten Reifenwulst, ein Kabelkern und im gegenüberliegenden Reifenwulst ein Piercekern angeordnet ist. Auf der fahrzeuginneren Seite im nicht-invertierten Reifenwulst sollte der kostengünstigere Piercekern angeordnet sein. So wird bei geringstmöglichen Mehrkosten gegenüber konventionellen Reifen eine besonders gute Krempelbarkeit erreicht.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Gürtelmitte des Reifens außerhalb der Mitte zwischen den beiden Wulstkernen angeordnet ist und der Reifen somit eine leichte Koinizität besitzt. Diese verbessert die Aufnahme von Querkräften bei Kurvenfahrt.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Gürtelmitte des Reifens außerhalb der Mitte zwischen beiden Wulstkernen zur nicht- invertierten Reifenwulstseite hin angeordnet ist, wobei das Maß der Verschiebung im Bereich zwischen 1% bis 5% der Reifenbreite, vorzugsweise 1,5%, beträgt.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Bandage unterhalb der Lauffläche des Reifens auf der invertierten Reifenwulstseite dicker ist als auf der benachbarten Seite. Auf diese Weise kann der Reifen die auftretenden Quer- und Fliehkräfte besser aufnehmen.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Bandage unterhalb der Lauffläche des Reifens auf der invertierten Reifenwulstseite um 40% bis 60%, vorzugsweise um 50%, dicker ist als auf der benachbarten Seite. Dadurch wird eine günstigere Lastübertragung von der Fahrbahn auf den Reifen und eine belastungsgerechte Bemessung für einen Hochgeschwindigkeitsreifen, insbesondere bei Fahrzeugen mit einem hohen Schwerpunkt, erreicht.

Anhand eines Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Luftreifen

Fig. 2 den ersten Verfahrensschritt zur Herstellung des erfindungsgemäßen Luftreifen

Fig. 3 den zweiten Verfahrensschritt, bei dem der erste Wulstkern gesetzt wird

Fig. 4 den dritten Verfahrensschritt vor dem Umkrempeln der Karkasse und

Fig. 5 das Ende des vierten Verfahrensschrittes nach dem Umkrempeln der Karkasse.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Reifen 1 als Radialschnitt, bestehend aus einem Laufstreifen 2, zwei Reifenwülsten 3 und 4, zwei Wulstkernen 5 und 6, einem Gürtel 7, einer Karkasse 8, zwei Apex 17a und 17b sowie zwei Seitenwänden 11 und 12. Der linke Endbereich 9 der Karkasse 8 umschlingt den linken Wulstkern 5 von der Reifeninnenseite her, wie das bei herkömmlichen Luftreifen üblich ist. Im gegenüberliegenden invertierten Reifenwulst 4 umschlingt der rechte Endbereich 10 der Karkasse 8 den rechten Wulstkern 6 von der Reifenaußenseite her. Der erfindungsgemäße Reifen 1 wird so auf einer Fahrzeugfelge montiert, dass der invertierte Reifenwulst 4 auf der fahrzeugäußeren Seite und der gegenüberliegende nicht-invertierte Reifenwulst 5 auf der fahrzeuginneren Seite liegt.

Fig. 2 zeigt den ersten Verfahrensschritt zur Herstellung des erfindungsgemäßen Reifens. Auf die Reifenaufbautrommel 13 wird zunächst die Karkasslage 8 gewickelt und darüber die Innenseele 14 aufgewickelt. Im mittleren Bereich der Reifenaufbautrommel 13 ist ein Anschlag 15 angeordnet, der an die übereinanderliegenden Seitenbereiche von Karkasslage 8 und Innenseele 14 grenzt. Die Reifenaufbautrommel 13 besitzt ferner mehrere Luftöffnungen 16, durch die Luft gegen die Unterseite der Karkasslage 8 geblasen werden kann. Vor der Durchführung des zweiten Verfahrensschrittes wird die Außenseite der Innenseele 14 vorzugsweise in dem in Fig. 4 angegebenen Bereich 20 mit Talkum bepudert, um das Umkrempeln der Karkasslage 8 und der Reifeninnenseele 14 zu erleichtern. Ferner wird vor dem zweiten Verfahrensschritt der Trommeldurchmesser reduziert, um das Wulstkernsetzen des ersten Wulstkernes vorzubereiten.

Fig. 3 zeigt den zweiten Verfahrensschritt, bei dem der erste Wulstkern 6 gesetzt wird. Der Wulstkern 6, bei dem es sich vorzugsweise um einen Kabelkern handelt, wird mit einem flachgelegten Apex 17a auf den zum Anschlag 15 gerichteten Endbereich der Reifeninnenseele gesetzt.

Fig. 4 zeigt den dritten Verfahrensschritt vor dem Umkrempeln der Karkasslage 8 und der Reifeninnenseele 14. Durch die Luftöffnungen 16 wird Luft gegen die Unterseite der Karkasslage 8 geblasen, so dass sie sich leichter von der Oberfläche der Reifenaufbautrommel 13 ablösen lässt. Anschließend wird das Ende 18 der übereinanderliegenden Karkasslage 8 und der Reifeninnenseele 14 zur gegenüberliegenden Seite der Reifenaufbautrommel umgekrempelt. Der Anschlag 15 auf der Reifenaufbautrommel verhindert dabei ein Verrutschen des Endes 19 der übereinanderliegenden Karkasslage 8 und der Reifeninnenseele 14.

Fig. 5 zeigt das Ende des vierten Verfahrensschrittes nach dem Umkrempeln der Karkasslage 8 und der Reifeninnenseele 14. Nach dem Umkrempeln liegt die Reifeninnenseele 14 auf der auf den Anschlag 15 bezogenen gegenüberliegenden Oberfläche der Reifenaufbautrommel 13 an. Der erste Wulstkern 6 wird nunmehr von dem Endbereich 10 der Karkasse 8 von der Reifenaußenseite her umschlungen. Beim fertigen Reifen ist dieser Reifenwulst der invertierte Reifenwulst 4, wie er in Fig. 1 dargestellt ist.

Der zweite Wulstkern, bei dem es sich vorzugsweise um einen Piercekern handelt, wird nach der üblichen Methode gesetzt. Wo er mit seinem Apex hinzusetzen, ist mit gestrichelter Linie in Fig. 5 angedeutet. Anschließend erfolgt die weitere Reifenkonfektion nach einem herkömmlichen Verfahren, also insbesondere Bombage in ein Gürtelpaket, Aufspulen einer Bandage, Auflegen eines Laufstreifens und schließlich Prägen und Vulkanisieren in einer Form.

Bezugszeichenliste

1

Reifen

2

Laufstreifen

3

linker Reifenwulst

4

rechter invertierter Reifenwulst

5

linker Wulstkern

6

rechter Wulstkern

7

Gürtel

8

Karkasse

9

linker Endbereich der Karkasse

10

rechter Endbereich der Karkasse

11

linke Seitenwand

12

rechte Seitenwand

13

Reifenaufbautrommel

14

Innenseele

15

Anschlag auf Reifenaufbautrommel

16

Luftöffnungen
17a, b Apex

18

linkes Ende der übereinanderliegenden Karkasslage und Reifeninnenseele in

Fig.

4

19

rechtes Ende der übereinanderliegenden Karkasslage und Reifeninnenseele in

Fig.

4

20

Bereich der bevorzugten Talkumaufbringung

Claims

1. Fahrzeugreifen, mit einem Laufstreifen (2), zwei Seitenwänden (11, 12), zwei Reifenwülsten (3, 4), zwei Wulstkernen (5, 6), einem Gürtel (7) mit Festigkeitsträger aufweisenden Lagen sowie mit einer Reifenkarkasse (8), dadurch gekennzeichnet, dass
ein Endbereich (9) der Karkasslage (8), oder bei mehreren Karkasslagen die Mehrzahl derselben, den auf der einen Seite des Reifens (1) liegenden Wulstkern (5) von der Reifeninnenseite her umschlingt, während
der andere Endbereich (10) der Karkasslage (8), oder bei mehreren Karkasslagen die Mehrzahl derselben, den auf der gegenüberliegenden Seite des Reifens (1) liegenden Wulstkern (6) von der Reifenaußenseite her umschlingt.

2. Fahrzeugreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Reifenwulst, bei dem der Wulstkern (6) von der Reifenaußenseite her umschlugen wird, ein Kabelkern und im gegenüberliegenden Reifenwulst (3) ein Piercekern angeordnet ist.

3. Fahrzeugreifen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gürtelmitte des Reifens (1) außerhalb der Mitte zwischen den beiden Wulstkernen (5, 6) angeordnet ist und der Reifen (1) somit eine leichte Konizität besitzt.

4. Fahrzeugreifen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gürtelmitte des Reifens außerhalb der Mitte zwischen beiden Wulstkernen zur nicht-invertierten Reifenwulstseite hin angeordnet ist, wobei das Maß der Verschiebung im Bereich zwischen 1% bis 5% der Reifenbreite, vorzugsweise 1, 5%, beträgt.

5. Fahrzeugreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bandage unterhalb des Laufstreifens (2) des Reifens (1) auf der invertierten Reifenwulstseite (4) dicker ist als auf der benachbarten Seite.

6. Fahrzeugreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bandage unterhalb des Laufstreifens (2) des Reifens (1) auf der invertierten Reifenwulstseite (4) um 40% bis 60%, vorzugsweise um 50%, dicker ist als auf der benachbarten Seite.