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Die
Erfindung betrifft einen Fahrzeugreifen nach dem Oberbegriff des
Patentanspruches 1.
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Fahrzeugreifen
der gattungsgemäßen Art weisen eine mit geeigneten
Profilen zur Verbesserung der Untergrundhaftung versehene Lauffläche sowie
einen Wulst zur luftdichten Verbindung des Fahrzeugreifens mit einer
diesen aufnehmenden Felge auf. In einem Trägerwerkstoff
des Fahrzeugreifens, bei dem es sich in der Regel um einen durch verschiedene
Zuschlagstoffe zu Gummi modifizierten Naturkautschuk handelt, ist
im Bereich der Lauffläche und/oder im Wulst zumindest eine
Verstärkungs- oder Gürtellage beziehungsweise
eine im Wulst auslaufende Karkasse zur Verstärkung des
Trägerwerkstoffes vorhanden. Die Verstärkungs-
oder Gürtellage beziehungsweise das im Wulst auslaufende
Ende der Karkasse weisen im Übergangsbereich zu dem Trägerwerkstoff
einen scharfkantigen Endabschnitt auf, der durch die Abtrennung
des Materials beziehungsweise seine Herstellung bedingt ist und
den man als „Schnittkante" bezeichnen kann. Da die den Gürtel
des Fahrzeugreifens bildenden einzelnen Gürtellagen insbesondere
im Bereich der Lauffläche unmittelbar im Trägerwerkstoff
enden, konnte festgestellt werden, dass über einen längeren
Lebensdauerzyklus des Fahrzeugreifens hinweg betrachtet dieser Übergangsbereich
dazu neigt, vorzeitig zu verschleißen. Dieser Verschleiß kann
darauf zurück geführt werden, dass sich auf Grund
der im Trägerwerkstoff auslaufenden, scharfkantigen Enden
der Gürtellagen feinste Risse im Trägerwerkstoff
ausbilden, die bei starker Walkbewegung dieses Bereiches in ihrer Ausprägung
zunehmen und damit den Verschleiß des Fahrzeugreifens vorantreiben.
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In
der
DE 36 29 955 A1 wird
diesem Problem im Bereich des Laufflächenrandes des Fahrzeugreifens
dadurch begegnet, dass über die im Trägerwerkstoff
auslaufenden Enden der Gürtellagen zahlreiche Streifen
in schindelartiger Anordnung verlegt werden, sodass sich die Oberfläche
des Übergangsbereiches vergrößert und
damit der Rissbildung Einhalt geboten wird. Diese Vorgehensweise
ist fertigungstechnisch sehr aufwendig und daher kostenintensiv.
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Einen ähnlichen
Lösungsgedanken verfolgt auch die
EP 0 319 588 B1 , nach der
im gesamten Randbereich der Lauffläche über die
Enden der Gürtellagen Randbänder verlegt sind,
die den Übergangsbereich vollständig abdecken.
Die im Zusammenhang mit der
1 offenbarte
Ausführungsvariante der Druckschrift ist insofern nachteilig,
als sie in der Lauffläche zusätzliche Übergangsbereiche
zwischen den Randbändern und dem Trägerwerkstoff schafft,
die bei intensivem Walken des Fahrzeugreifens zumindest potentiell
ebenfalls die Gefahr einer Rissbildung in sich bergen. Abhilfe kann
die im Zusammenhang mit der
4 der
EP 0 319 588 B1 beschriebene
Lösung bieten, bei der ein die Enden der Gürtellagen überlappendes,
im Schnitt quer zur Laufrichtung des Fahrzeugreifens entlang der
Lauffläche im Trägerwerkstoff verlegtes, durchgehendes
Band vorgesehen ist, das die scharfkantigen Enden der Gürtellagen
abdeckt. Allerdings ist dabei ein über die gesamte Fahrzeugreifenbreite
verlaufendes, zusätzliche Einlage notwendig, was sowohl
fertigungstechnisch als auch hinsichtlich des damit verbundenen Material-
und somit Kostenaufwandes nachteilig ist.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Fahrzeugreifen zu schaffen,
der fertigungstechnisch einfach herzustellen ist und scharfkantige Übergänge
der Gürtellagen zum Trägerwerkstoff mit einfachen
Mitteln vermeidet.
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Die
Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruches
1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den
sich anschließenden Unteransprüchen angegeben.
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Ein
Fahrzeugreifen mit einer Lauffläche und einem Wulst, bei
dem im Bereich der Lauffläche und/oder im Wulst zumindest
eine Verstärkungs- oder Gürtellage beziehungsweise
eine Karkasse zur Verstärkung des Trägerwerkstoffes
des Fahrzeugreifens integriert ist und diese Verstärkungs-
oder Gürtellage beziehungsweise das im Wulst auslaufende Ende
der Karkasse im Übergangsbereich zu dem Trägerwerkstoff
eine Schnittkante aufweist, wurde erfindungsgemäß dahingehend
weitergebildet, dass zumindest entlang der Schnittkante wenigstens
einer Verstärkungs- oder Gürtellage und/oder entlang
der Schnittkante der Karkasse ein Cord mit zykloidem Querschnitt
angeordnet ist.
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Mit
der Erfindung wurde ein fertigungstechnisch einfach herzustellender
und damit kostengünstig zu erzeugender Fahrzeugreifen geschaffen.
Die Lösung vermeidet scharfkantige oder stumpfe Übergänge
zwischen den Enden der Verstärkungs- oder Gürtellage
und dem diese integrierenden Trägerwerkstoff dadurch, dass
diese Enden mit minimalem Aufwand mit einem harmonischen, der zykloiden-, also
Kreisform zumindest angenäherten Übergang versehen
werden, der als ein entlang der Schnittkanten verlegter Cord ausgeführt
ist. Damit wird dieser bisher bei der Fahrzeugreifenherstellung
als kritischer Bereich eingestufte Teil des Fahrzeugreifens abgedeckt
und somit entscheidend verbessert, sodass mit dem erfindungsgemäßen
Fahrzeugreifen eine Verlängerung der Lebensdauer sowie
eine erhebliche Steigerung der Belastbarkeit des Fahrzeugreifens
erreicht werden konnte.
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Die
damit gegebene Verbesserung der Dauerhaltbarkeit des Fahrzeugreifens
bezieht sich jedoch nicht ausschließlich auf den Gürtel
des Fahrzeugreifens, sondern ist grundsätzlich überall
dort einsetzbar, wo Festigkeitsträgerkanten nicht erwünscht
sind. Dem gemäß kann diese Lösung auch für
den Wulst des Fahrzeugreifens zum Einsatz kommen, wo ebenfalls den
Gürtellagen ähnliche Verstärkungseinlagen
eingebettet sein können oder wo das Ende der Karkasse eine
derartige Festigkeitsträgerkante bildet.
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Entsprechend
einer ersten Ausgestaltung der Erfindung sollte jeder der erfindungsgemäß verwendeten
Corde bündig an den Schnittkanten anliegend angeordnet
sein. Durch diese Art der Verlegung der Corde wird der eingangs
bereits erwähnte Vorteil eines harmonischen Übergangs
mit abgerundeten Oberflächen erreicht, sodass dieser Übergang
insgesamt einen zykloiden Querschnitt aufweist.
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Bekanntlich
bestehen die Gürtellagen des Gürtels aus innerhalb
eines Gürtels annähernd parallel verlaufenden
Fasern oder Bändern, die bezogen auf die Laufrichtung des
Fahrzeugreifens unter einem spitzen Winkel ausgerichtet sind. Die
Gürtellagen sind so übereinander geschichtet,
dass sich die darin vorhandenen Fäden oder Bänder
von Gürtellage zu Gürtellage kreuzen. Da die einzelnen
Gürtellagen aus einem Materialzuschnitt bestehen, weisen sie
infolge des erwähnten Faser- oder Bandverlaufes zum Teil
recht scharfkantige Schnittkanten auf. Eine besonders vorteilhafte
Ausführung der Erfindung besteht deshalb darin, dass die
Verlegungsrichtung jedes Cordes der Laufrichtung des Fahrzeugreifens entspricht.
Somit stellt der Cord jeweils einen Festigkeitsträger"
dar, der die Schnittkanten über den gesamten Reifenumfang
zuverlässig abdeckt und infolge seiner zykloiden Querschnittsgeometrie
einen sehr harmonischen Übergang zum Trägerwerkstoff schafft.
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In
an sich bekannter Weise verfügt auch der Fahrzeugreifen
nach der hier vorliegenden Erfindung über einen Gürtel
aus mehreren, schichtweise übereinander angeordneten Gürtellagen.
Einige Fahrzeugreifenausführungen weisen bezogen auf einen Schnitt
quer zur Laufrichtung des Fahrzeugreifens unterschiedlich breite
Gürtellagen auf. Eine Erkenntnis im Zusammenhang mit der
Erfindung besteht darin, dass insbesondere diejenigen Gürtellagen
als die kritischsten hinsichtlich der Gefahr einer Rissbildung im
Trägerwerkstoff anzusehen sind, die die größte Breite
aufweisen, während sich die Belastungen an den Gürtellagen
mit geringerer Breite besser auf das umgebende Material übertragen.
Aus dieser Lehre wurde der Vorschlag entwickelt, dass nur die für
eine Rissbildung prädestinierten Gürtellagen mit
einem Cord mit zykloidem Querschnitt versehen werden. Demgemäß geht
diese Lösung dahin, dass entlang der Schnittkanten mehrerer,
jedoch nicht sämtlicher Gürtellagen im Übergangsbereich
zu dem Trägerwerkstoff jeweils der Cord mit zykloidem Querschnitt angeordnet
ist.
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Gemäß einem
weiterführenden Gedanken kann der Cord auch eine zu den
Schnittkanten komplementäre und diese umgreifende Innenkontur
aufweisen. Dabei wird der Cord wie eine Art Schutzhülle auf
die betreffende Schnittkante aufgesetzt, bevor die Einbettung in
den Trägerwerkstoff erfolgt. Von Bedeutung ist bei dieser
Lösung, dass die Übergänge zwischen Cord
und Trägerwerkstoff harmonisch und fließend sein
sollten, um Belastungsspitzen zu vermeiden.
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Eine ähnliche
Ausführung der Erfindung könnte auch darin bestehen,
dass um die jeweilige Schnittkante herum mehrere Corde angeordnet
sind. Damit wird eine optimale Verteilung der durch die Belastung
des Fahrzeugreifens eingeleiteten Materialspannungen erreicht. Durch
mehrere um die jeweilige Schnittkante herum verteilte Corde mit
jeweils zykloidem Querschnitt wird nämlich die Oberfläche
dieses kritischen Bereiches vergrößert, sodass
das Problem scharfkantiger Übergänge eliminiert
ist.
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Gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung kann jeder Cord aus mehreren, miteinander
verdrillten Einzeldrähten gebildet sein, wobei an dieser
Stelle nur beispielhaft Nylon, Kunstfasern, Aramid oder Stahl als
Materialien zur Herstellung der Corde erwähnt seien.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen
näher erläutert. Durch die Darstellungen ist keine
Einschränkung auf die gezeigten Varianten gegeben, sondern
die Figuren dienen lediglich der Erläuterung des Prinzips
der Erfindung. Gleiche oder gleichartige Bauteile sind stets mit
denselben Bezugsziffern bezeichnet worden. Um die erfindungsgemäße
Funktionsweise veranschaulichen zu können, sind in den
Figuren nur stark vereinfachte Prinzipdarstellungen gezeigt, bei
denen auf die für die Erfindung nicht wesentlichen Bauteile
verzichtet wurde. Dies bedeutet jedoch nicht, dass derartige Bauteile
bei einer erfindungsgemäßen Lösung nicht
vorhanden sind.
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Es
zeigt:
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1:
ausschnittsweise einen Schnitt durch die Lauffläche, quer
zur Laufrichtung eines Fahrzeugreifens,
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2:
ausschnittsweise einen Schnitt durch den Wulst eines Fahrzeugreifens
und
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3:
ausschnittsweise einen Teilschnitt eines Fahrzeugreifens.
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Der
in der 1 dargestellte Schnitt durch die Lauffläche
eines Fahrzeugreifens zeigt eine Ausführung mit einem im
Bereich der Lauffläche 1 eingelagerten Gürtel,
der aus mehreren, schichtweise übereinander angeordneten
Gürtellagen 3, 4, 5 und 6 besteht.
Dabei weisen die Gürtellagen 4 und 5 bezogen
auf den gezeigten Schnitt quer zur Laufrichtung des Fahrzeugreifens
im Vergleich zu den Gürtellagen 3 und 6 eine
größere Breite auf. Durch den Herstellungsprozess
der Gürtellagen bedingt ist der Übergang zwischen
den Enden der Gürtellagen und dem Trägerwerkstoff 9 scharfkantig,
weshalb die Gürtellagen 3 bis 6 beidseitig
im Bereich zwischen der Lauffläche 1 und der Seitenwand
des Fahrzeugreifens Schnittkanten aufweisen. Insbesondere die Schnittkanten 10 und 11 der
Gürtellagen 4 und 5 sind jedoch bezüglich
der Gefahr einer Rissbildung im Trägerwerkstoff 9 von
besonderer Bedeutung, da sie eine größere Breite
aufweisen, als die Gürtellagen 3 und 6 und
deshalb bei Beanspruchungen des Fahrzeugreifens auch stärker
bewegt werden. Aus diesem Grund sind bei dem in der 1 gezeigten
Ausführungsbeispiel seitlich neben den Schnittkanten 10, 11 jeweils
kantenparallel Corde 14 und 15 verlegt, die einen
kreisrunden Querschnitt als Sonderform eines zykloiden Querschnittes
aufweisen. Die Corde 14, 15 verlaufen dabei entlang
der gesamten Schnittkante 10, 11, das heißt
um den gesamten in Laufrichtung des Fahrzeugreifens betrachteten
Reifenumfang. Felgenseitig ist in der 1 die Karkasse 8 sowie
die Innenseele 18 des Fahrzeugreifens dargestellt.
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Ebenso
wie die erfindungsgemäße Lösung zu Verbesserungen
im Bereich der Lauffläche 1 des Fahrzeugreifens
beitragen kann, ist eine Optimierung auch für den Wulst 2 möglich.
Deshalb ist in der 2 ein Schnitt durch einen insgesamt
mit 2 bezeichneten Wulst gezeigt. Der Wulst 2 verfügt
in seinem unteren, felgenseitigen Abschnitt über eine Verstärkungs-
oder Gürtellage 7. Diese weist eine scharfkantige
Schnittkante 12 auf, der in erfindungsgemäßer
Weise ein Cord 16 mit zykloidem Querschnitt vorgelagert
ist. Der damit im Übergangsbereich zwischen Verstärkungs-
oder Gürtellage 7 und Trägerwerkstoff 9 erzielte
Vorteil eines harmonischen, nicht zu Rissen neigenden Überganges
kann auch für das Ende der im Wulst 2 auslaufenden
Karkasse 8 genutzt werden. Auch dieses Ende der Karkasse
verfügt nämlich über eine Schnittkante 13.
Dieser ist in erfindungsgemäßer Weise ein Cord 17 mit zykloidem
Querschnitt vorgelagert. Der Wulst 2 weist in seinem zentralen
Bereich einen Kern 20 auf, der in einem Flipper 21 aufgenommen
ist. An den Kern 20 grenzt unmittelbar ein Apex 22 an.
Der Kern 20, der Flipper 21 und der Apex 22 werden
von der Karkasse 8 und der Verstärkungs- oder
Gürtellage 7 umschlossen. An der Innenseite 19 des
Fahrzeugreifens weist dieser ferner eine Kappe 23 auf.
Durch diese Kombination verschiedener Elemente kann ein sicherer Halt
des Wulstes 2 in der Felge des Rades eines Kraftfahrzeuges
gewährleistet werden.
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Der
Teilschnitt eines Fahrzeugreifens in 3 zeigt
noch einmal in anschaulicher Weise den grundsätzlichen
Aufbau eines derartigen Fahrzeugreifens. In radialer Richtung betrachtet
sind oberhalb der Karkasse 8 schichtweise mehrere Gürtellagen 6, 5, 4, 3 angeordnet,
die zusammen den Gürtel des Fahrzeugreifens bilden. An
diese Gürtellagen 3 bis 6 schließt
sich die Lauffläche 1 an. Beidseitig der in Ihrer
Breite die größten Abmessungen aufweisenden Gürtellagen 4 und 5 sind
Corde 14 und 15 angeordnet, die beidseitig unmittelbar
entlang der Schnittkanten der Gürtellagen 4, 5 und
in Umfangsrichtung des Fahrzeugreifens umlaufend verlaufen. Durch
ihren zykloiden Querschnitt schaffen sie somit einen einfach gestalteten
und optimalen Übergang zum Trägerwerkstoff 9 des
Fahrzeugreifens.
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- 1
- Lauffläche
- 2
- Wulst
- 3
- Gürtellage
- 4
- Gürtellage
- 5
- Gürtellage
- 6
- Gürtellage
- 7
- Verstärkungs-
oder Gürtellage
- 8
- Karkasse
- 9
- Trägerwerkstoff
- 10
- Schnittkante
- 11
- Schnittkante
- 12
- Schnittkante
- 13
- Schnittkante
- 14
- Cord
- 15
- Cord
- 16
- Cord
- 17
- Cord
- 18
- Innenseele
- 19
- Innenseite
des Fahrzeugreifens
- 20
- Kern
- 21
- Flipper
- 22
- Apex
- 23
- Kappe
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 3629955
A1 [0003]
- - EP 0319588 B1 [0004, 0004]