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Die
Erfindung betrifft einen Fahrzeugluftreifen für Personenkraftwagen mit
Notlaufeigenschaften bei Druckluftverlust, welcher zumindest einen
profilierten Laufstreifen, einen Gürtel, eine Karkasse,
eine Innenschicht, Wulstbereiche und Seitenwände, welche die
Wulstbereiche mit dem Laufstreifen verbinden, aufweist.
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Es
sind verschiedene Ausführungsformen von im Pannenfall bei
Druckluftverlust selbstragenden Fahrzeugluftreifen bekannt. So gibt
es beispielsweise eine Vielzahl von Lösungsvorschlägen
mit Verstärkungsprofilen in den Reifenseitenwänden.
Die Verstärkungsprofile sind meist im Querschnitt mondsichelförmig
ausgeführt und bestehen aus Gummi, wobei die Auslegung
der Verstärkungsprofile und die Eigenschaften des Gummimaterials
sicher stellen sollen, dass die Verstärkungsprofile in
der Lage sind, den Reifen bei einem Druckverlust im Pannenfall über
eine gewisse Laufstrecke selbstragend zu erhalten. Ein derartiger
Reifen ist beispielsweise aus der
DE 2 331 530 A1 bekannt geworden. Die Verstärkungsprofile
sind jedoch massiv, erhöhen das Gewicht des Reifens und
haben zudem den Nachteil, dass die Seitenwände im Normalbetrieb
versteift sind, wodurch der Fahrkomfort beeinträchtigt
ist.
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Es
ist die Aufgabe der Erfindung, einen alternativen Fahrzeugluftreifen
mit Notlaufeigenschaften bei Druckverlust bereitzustellen, der vergleichsweise leicht
an Gewicht ist und der einen guten Fahrkomfort aufweist.
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Die
Aufgabe wird gelöst, indem der Gürtel des Fahrzeugreifens über
seine axiale Breite aus drei Abschnitten besteht, einem mittigen
Abschnitt und zwei, an den Kanten des mittigen Abschnittes anschließenden
Kantenabschnitten, so dass jeder Kante ein Kantenabschnitt zugeordnet
ist, dass der Kantenabschnitt derart in Richtung Wulstbereich geneigt angeordnet
ist, dass der Kantenabschnitt einen Winkel von 10°–70° mit
der Radialrichtung einschließt, wobei der Übergang
vom mittigen Abschnitt zum Kantenabschnitt einen Radius von 5–50
mm ausbildet.
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Die
Erfindung besteht darin, dass ein alternativer Notlaufreifen geschaffen
ist, der aufgrund seiner besonderen Gürtelkonstruktion
auch bei Druckluftverlust über eine gewisse Notlaufstrecke-
auch ohne Verstärkungsprofil in der Seitenwand- tragfähig
ist. Der Gürtel besteht aus einem mittigen Abschnitt, der einer
allgemein üblichen und bekannten Gürtelkonstruktion
für PKW-Reifen entspricht, der aber zusätzlich
an seinen beiden axial äußeren Kanten in Richtung
Wulst orientierte äußere Gürtelabschnitte
aufweist. Der Übergang vom mittigen, in etwa in axialer Richtung
verlaufenden Gürtelabschnitt zum Kantenabschnitt erfolgt
durch einen Radius, durch den unerwünschte und die Haltbarkeit
des Reifens herabsetzende „Knickstellen" vermieden sind.
Durch diese besondere Konstruktion des Gürtels mit in Richtung Wulstbereich
weisenden Kantenabschnitten ist eine starke randliche Versteifung
des Gürtels erreicht, so dass der diese Gürtelkonstruktion
aufweisende Fahrzeugluftreifen bei Druckluftverlust über
eine gewisse Fahrtstrecke selbstragend erhalten bleibt. Der Sitz des
Reifens auf der Felge bleibt durch die steife Gürtelkonstruktion
erhalten. Die Reifendurchbiegung ist durch die hohe Gürtelsteifigkeit
bei Druckluftverlust beschränkt. Es muss nur unwesentlich
mehr Material, nämlich für die zusätzlichen,
Richtung Wulst Gürtelkantenabschnitte, eingesetzt werden,
so dass der Fahrzeugluftreifen nur unwesentlich schwerer als herkömmlichen
Fahrzeugluftreifen ohne Notlaufeigenschaften ist. Diese Gürtelkonstruktion
ist im mittigen Abschnitt „weicher" als in den beiden axial äußeren
Abschnitten, in denen die Gürtelkonstruktion steifer ist.
Diese Flexibilität des axial mittleren Abschnittes des
Gürtels ist für den Komfort des Reifens und die
Stoßabsorption während normaler Fahrt vorteilhaft.
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In
einer Ausführungsform kann der aus drei axialen Abschnitten
bestehende Gürtel je Lage einstückig sein. Die
einstückige Lage ist besonders steif. In einer anderen
Ausführungsform können die Gürtelkantenabschnitte
zusätzliche bandförmige Lagen sein, welche zum
Teil überlappend mit dem mittigen Abschnitt des Gürtels
angeordnet sind, so dass der Gürtel mehrstückig
ist. Hierdurch ist es ermöglicht, die Kantenabschnitte
und den mittigen Abschnitt aus unterschiedlichen Materialien zu
fertigen. Durch bestimmte Materialauswahl ist der Reifen an bestimmte Erfordernisse
anpassbar. Für die Gürtelkantenabschnitte können
beispielsweise vom Mittelabschnitt sich unterscheidende gummierte
Festigkeitsträgerlagen aus Stahlkord, Karbon, Glass, Aramid
und organischen Folien wie beispielsweise PET, PEN eingesetzt werden.
Die gewünschte Steifigkeit des Gürtels, insbesondere
der Gürtelkanten, ist somit zusätzlich durch geeignete
Materialauswahl steuerbar.
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Der
Radius, mit welchem jeder Kantenabschnitt aus dem mittigen Abschnitt
heraus in Richtung Wulstbereich verläuft, beträgt
vorteilhafterweise zwischen 10 und 30 mm, vorzugsweise zwischen
15 und 20 mm.
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In
einer besonderen Ausführungsform weist der mittlere Gürtelabschnitt
mindestens eine ringförmige Vertiefung, die in Radialrichtung
konvex nach innen hervorstehend angeordnet ist, auf und erstreckt
sich in der Umfangsrichtung durchgängig. Hierdurch ist
der Gürtel zusätzlich versteifbar. Vorteilhaft
ist es, wenn die ringförmige(n) Vertiefung(en) in Bezug
auf die Mittellinie hinsichtlich einer Richtung der Breite des Gürtels
symmetrisch angeordnet ist (sind) und oder wenn die ringförmige
Vertiefung an einem in der Richtung der Breite mittigen Teil des Gürtels
angeordnet ist.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform ist der Fahrzeugluftreifen
ein Reifen mit verstärkter Seitenwand (ein sog. SSR-Reifen,
wobei SSR für Self Supporting Runflat steht), bei der jede
Seitenwand zumindest ein im Querschnitt mondsichelförmiges Verstärkungsprofil
aufweist, welches ringkreisförmig über den Umfang
der Seitenwand geschlossen angeordnet ist und welches sich jeweils über
einen Großteil der Seitenwandhöhe erstreckt. Das
Verstärkungsprofil kann im Vergleich zu bekannten SSR-Reifen
dünn ausgeführt werden, wodurch die Notlaufeigenschaften
des erfindungsgemäßen Reifens wesentlich verbessert
sind, ohne dass das Gewicht des Reifens wesentlich erhöht
ist. Diese Ausführungsform des SSR-Reifens kann alle vorbeschriebenen
vorteilhaften Ausführungen aufweisen.
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Weitere
Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand
der Zeichnungen, die schematische Ausführungsbeispiele
darstellen, näher erläutert. Es zeigen die
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1 eine
Querschnittshälfte durch einen erfindungsgemäßen
Fahrzeugluftreifen;
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2 eine
perspektivische Ansicht der besonderen Gürtelkonstruktion
des Fahrzeugluftreifens der 1;
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3 eine
Querschnittshälfte durch einen erfindungsgemäßen
SSR-Fahrzeugluftreifen;
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4 eine
perspektivische Ansicht einer anderen Gürtelkonstruktion
für den erfindungsgemäßen Fahrzeugluftreifen;
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5 eine
perspektivische Ansicht einer weiteren Gürtelkonstruktion
für den erfindungsgemäßen Fahrzeugluftreifen;
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6 eine
perspektivische Ansicht einer wiederum weiteren Gürtelkonstruktion
für den erfindungsgemäßen Fahrzeugluftreifen.
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1 zeigt
einen Querschnitt durch einen Radialreifen für Personenkraftwagen,
welcher einen profilierten Laufstreifen 1, einen aus zwei
Lagen 2a, 2b bestehenden Gürtel 2,
eine Radialkarkasse 3, eine luftdicht ausgeführte
Innenschicht 4, zwei Seitenwände 6 sowie
Wulstbereiche mit Wulstkernen 7 und Kernprofilen 8 aufweist.
Die beiden Lagen 2a, 2b des Gürtels 2 bestehen
aus in eine Gummimischung eingebetteten Festigkeitsträgern
aus Stahlcord, welche innerhalb jeder Lage parallel zueinander verlaufen,
wobei die Stahlcorde der einen Lage 2a in kreuzender Anordnung
zu den Stahlcorden der zweiten Lage 2b orientiert sind
und mit der Reifenumfangsrichtung jeweils einen Winkel zwischen
15° und 30° einschließen. Der Gürtel 2 besteht über
seine axiale Breite aus drei Abschnitten a, b, c, einem mittigen
Abschnitt a und zwei, an die Kanten des mittigen Abschnittes a anschließenden
Kantenabschnitten b (Abschnitt b ist nicht dargestellt), c, so dass
jeder Kante ein Kantenabschnitt b, c zugeordnet ist, dass der Kantenabschnitt
b, c derart in Richtung Wulstbereich 7, 8 geneigt
angeordnet ist, dass der Kantenabschnitt b, c einen Winkel (α)
von 40° mit der Radialrichtung rR einschließt,
wobei der Übergang vom mittigen Abschnitt a zum Kantenabschnitt
b, c einen Radius R von 30 mm ausbildet. Die beiden Gürtellagen weisen
in etwa die gleiche axiale Breite auf. Zwischen Gürtelkantenabschnitt
b, c und der Karkasse 3 ist ein Gummikeil 10 angeordnet.
Der Gürtelkantenabschnitt b, c weist eine Länge
L von 40 mm auf.
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Die 2 zeigt
eine perspektivische Ansicht der besonderen Gürtelkonstruktion
des in 1 dargestellten Reifens. Der Gürtel 2 besteht über
seine axiale Breite aus drei Abschnitten a, b, c, dem mittigen Abschnitt
a und den beiden Kantenabschnitten b, c, wobei ein Kantenabschnitt
b, c an einer Kante des mittigen Abschnittes a angeordnet ist. Die
Kantenabschnitte b, c verlaufen derart in Richtung Wulstbereich 7, 8 geneigt,
dass der Kantenabschnitt b, c einen Winkel (α) von 40° mit
der Radialrichtung rR einschließt, wobei der Übergang
vom mittigen Abschnitt a zum Kantenabschnitt b, c einen Radius R
von 30 mm ausbildet. Jede Lage des Gürtels 2 ist über
ihre axiale Breite einstückig ausgebildet. Jeder Gürtelkantenabschnitt
weist eine Länge L von 40 mm auf.
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Die 3 zeigt
einen Teilquerschnitt eines erfindungsgemäßen
SSR-Reifens für Personenkraftwagen. Die wesentlichen Bestandteile,
aus welchen sich der Reifen zusammensetzt sind: ein profilierter Laufstreifen 1,
ein bei der gezeigten Ausführung aus zwei Lagen 2a, 2b bestehender
Gürtel 2, eine Karkasse 3, eine weitgehend
luftdicht ausgeführte Innenschicht 4, Wülste 5 mit
Wulstkernen 6 und Wulstkernprofilen 7, sowie Seitenwände 8 und
das in äußerer Kontur etwa mondsichelförmige
Verstärkungsprofil 9. Die beiden Lagen 2a, 2b des
Gürtels 2 bestehen aus in eine Gummimischung eingebetteten
Festigkeitsträgern aus Stahlcord, welche innerhalb jeder Lage
parallel zueinander verlaufen, wobei die Stahlcorde der einen Lage 2a in
kreuzender Anordnung zu den Stahlcorden der zweiten Lage 2b orientiert
sind und mit der Reifenumfangsrichtung jeweils einen Winkel zwischen
15° und 30° einschließen. Auch die Karkasse 3 kann
in herkömmlicher und bekannter Weise ausgeführt
sein und somit in eine Gummimischung eingebettete, in radialer Richtung
verlaufende Verstärkungsfäden aus einem textilen
Material oder aus Stahlcord aufweisen. Die Karkasse 3 ist
um die Wulstkerne 6 von innen nach außen geführt,
ihre Hochschläge 3a verlaufen neben den Wulstkernprofilen 7 in
Richtung Gürtel 2. Das aus elastomerem Material,
insbesondere aus einer Kautschukmischung hergestellte erfindungsgemäße
Verstärkungsprofil 9 ist während des
Aufbaus des Reifens auf der Innenschicht 4 positioniert
worden und befindet sich daher zwischen dieser und der Karkasse 3. Die
Dicke des Verstärkungsprofils 9 nimmt sowohl Richtung
Gürtel 2 als auch Richtung Wulst 5 ab.
Richtung Gürtel 2 reicht das Verstärkungsprofil 9 bis
unter die Randbereiche desselben. Richtung Wulst 5 endet jedes
Verstärkungsprofil 9 knapp oberhalb des Wulstkernes 6. Über
den überwiegenden Bereich der Länge der Seitenwand
ist das Verstärkungsprofil 9 nahezu konstant ausgeführt,
seine Stärke beträgt hier bis zu 9 mm, insbesondere
5 bis 8 mm. Diese Auslegung des Verstärkungsprofils ist
vergleichsweise dünn. Das Verstärkungsprofil 9 kann
derart dünn ausgeführt werden, weil der Gürtel 2 eine
besondere Konstruktion aufweist und dadurch besonders versteift
ist und somit in dieser Ausführungsform im Zusammenwirken
mit der durch Verstärkungsprofile verdickten Seitenwand
bei Druckluftverlust im Notlauf die Selbsttragefähigkeit
des Reifens gewährleistet. Die Gürtelkonstruktion
als solche ist in den 1, 2 näher
beschrieben.
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In
der 4 ist eine perspektivische Ansicht einer anderen
Gürtelkonstruktion für den erfindungsgemäßen
Fahrzeugluftreifen gezeigt. Der Gürtel 2 besteht
aus zwei Lagen 2a, 2b, wobei der Gürtel 2 über
seine axiale Breite aus drei Abschnitten besteht, einem mittigen
Abschnitt a und zwei, an die Kanten des mittigen Abschnittes a anschließenden
Kantenabschnitten b, c, so dass jeder Kante ein Kantenabschnitt
b, c zugeordnet ist, dass der Kantenabschnitt b, c derart in Richtung
Wulstbereich geneigt angeordnet ist, dass der Kantenabschnitt b,
c einen Winkel (α) von 50° mit der Radialrichtung
einschließt, wobei der Übergang vom mittigen Abschnitt
a zum Kantenabschnitt b, c einen Radius R von 5–50 mm ausbildet. Die
Kantenabschnitte b, c sind zwei gesonderte bandartige um den Umfang
umlaufende Kautschukstreifen. Jeder bandartige Kautschukstreifen
ist überlappend mit dem mittigen Abschnitt zwischen zwei mittigen
Gürtelabschnitten angeordnet. Die Kantenabschnitte b, c
bestehen aus gummierten Aramidfestigkeitsträgern.
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In
der 5 ist eine perspektivische Ansicht einer weiteren
anderen Gürtelkonstruktion für den erfindungsgemäßen
Fahrzeugluftreifen gezeigt. Der Gürtel 2 dieser
Figur unterscheidet sich vom Gürtel 2 der 1, 2 dadurch,
dass der mittlere Gürtelabschnitt a mindestens eine ringförmige
Vertiefung 11, die in Radialrichtung konvex nach innen 12 hervorstehend
angeordnet ist, aufweist und sich in der Umfangsrichtung durchgängig
erstreckt. Die ringförmige Vertiefung ist in Bezug auf
die Mittellinie 13 hinsichtlich einer Richtung der Breite
des Gürtels symmetrisch in der Mitte der Gürtelbreite
angeordnet ist.
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Die 6 zeigt
eine perspektivische Ansicht einer weiteren anderen Gürtelkonstruktion
für den erfindungsgemäßen Fahrzeugreifen.
Die 6 unterscheidet sich von der 5 dadurch,
dass zwei ringförmige Vertiefungen 11, die in
Radialrichtung konvex nach innen 12 hervorstehen, angeordnet
sind, wobei die Vertiefungen symmetrisch zur Mittellinie 13 angeordnet
sind wobei je eine Vertiefung 11 auf einer, durch die Mittellinie 13 getrennten
Seite angeordnet ist.
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- 1
- Laufstreifen
- 2
- Gürtel
- 3
- Karkasse
- 4
- Innenschicht
- 5
- Wulst
- 6
- Wulstkern
- 7
- Wulstkernprofil
- 8
- Seitenwand
- 9
- Verstärkungsprofil
- 10
- Gummikeil
- 11
- ringförmige
Vertiefung
- 12
- innen
- 13
- Mittellinie
- 14
- Kante
des mittigen Gürtelabschnitts
- rR
- radiale
Richtung
- aR
- axiale
Richtung
- a
- mittiger
Gürtelabschnitt
- b,
c
- Gürtelkantenabschnitt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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