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Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugluftreifen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Fahrzeugluftreifen können sowohl für Zweiräder, als auch für Personenkraftwagen, landwirtschaftliche Fahrzeuge und/oder Lastkraftwagen zum Einsatz kommen. Die Gemeinsamkeit dieser Fahrzeugluftreifen besteht darin, dass sie eine strukturierte Lauffläche aufweisen, deren Struktur in geeigneter Weise an die zu erwartenden Untergründe und Witterungsverhältnisse angepasst ist. Unterhalb der Lauffläche weist ein Fahrzeugluftreifen mindestens eine, den Festigkeitsträger des Fahrzeugluftreifens bildende Gürtellage auf, die ihrerseits aus einer Vielzahl, in eine Gummischicht eingebetteter Corde besteht und einen Übergang zur Karkasse des Fahrzeugluftreifens bildet. Je nach der Anordnung der einzelnen Corde unterscheidet man grundsätzlich zwischen Diagonalreifen und Radialreifen, wobei moderne Fahrzeugluftreifen überwiegend als Radialreifen ausgeführt sind. Ausgehend von der auf dem Untergrund abrollenden Lauffläche geht ein derartiger Fahrzeugluftreifen beidseitig in je eine Seitenwand über, deren Ende jeweils durch einen Reifenwulst gebildet wird. Der Reifenwulst dient der luftdichten Fixierung des aus verschiedenen Gummimischungen zusammengesetzten Teils des Fahrzeugluftreifens an einer Felge eines mit dem Fahrzeugluftreifen ausgestatteten Fahrzeugrades. Die Fahrzeugfelge weist hierfür, korrespondierend zu dem Reifenwulst, einen Felgenrand auf, an den sich der Reifenwulst dichtend anlegt, wenn der schlauchlose Fahrzeugluftreifen mit Druckluft befüllt wird, sodass der befüllte Fahrzeugluftreifen folglich einen Lufthohlraum aufweist. Die durch die Reifenwulste in Zusammenwirkung mit der Felge geschaffene Abdichtung ist dabei erforderlich, um ein Entweichen der Druckluft aus dem Fahrzeugluftreifen zu vermeiden.
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Aus der
CN 102 555 692 A ist ganz allgemein ein Fahrzeugluftreifen bekannt, dessen profilierte Lauffläche beidseitig in Seitenwände übergeht, deren Ende jeweils durch einen Reifenwulst gebildet wird. Die Reifenwulste werden unter Bildung einer Abdichtung in eine Felge eines Fahrzeugrades eingesetzt, wobei in den Reifenwulsten ein von mindestens einer Karkasse umschlossener, aus Kohlefasern bestehender und eine im Querschnitt sehr spezielle Tropfenform aufweisender Wulstkern eingebettet ist. Der Wulstkern wird nach dem Offenbarungsgehalt dieser Druckschrift im Querschnitt betrachtet einseitig spitz ausgeführt und auf der dieser Spitze gegenüberliegenden Seite mit einer konkaven Kurve versehen. Für die Herstellung ist dabei ein sehr spezielles, der Geometrie des zu erzeugenden Wulstkerns angepasstes Formwerkzeug erforderlich, das die Herstellung eines derartigen Fahrzeugluftreifens relativ aufwendig macht.
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Darüber hinaus geht aus der
DE 699 14 532 T2 ein Fahrzeugluftreifen hervor, der ebenfalls über eine profilierte Lauffläche verfügt, die beidseitig in Seitenwände übergeht. Das Ende der Seitenwände wird auch hierbei jeweils durch Reifenwulste gebildet, die luftdicht in eine Felge eines Fahrzeugrades eingesetzt werden. Jeder Reifenwulst weist hierbei einen Wulstkern auf, der von einer Karkasse umschlungen ist. Die Besonderheit der in dieser Druckschrift offenbarten Lösung besteht darin, dass der Wulstkern aus einem Hybridmaterial hergestellt ist, das zumindest aus Kautschuk, Kunstharz und Kurzfaser gemischt ist.
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Die eingangs genannten Anforderungen an Fahrzeugluftreifen heutiger Bauart und hierbei insbesondere bei Niederhochdruckquerschnittsreifen, sind extrem anspruchsvoll. Neben der Forderung nach einer verbesserten Haltbarkeit des Fahrzeugluftreifens soll dieser auch in vereinfachter Weise hergestellt werden können, sodass dadurch der Fertigungsaufwand und folglich auch die Fertigungskosten reduziert werden können. Zudem besteht ein Bedarf nach einer Verbesserung des Einfederungsverhaltens eines derartigen Fahrzeugluftreifens.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Fahrzeugluftreifen bereitzustellen, bei dem die Abdichtung zwischen Reifenwulst und Felgenrand verbessert ist, der fertigungstechnisch einfach und kostengünstig hergestellt werden kann und eine möglichst dauerhafte Haltbarkeit bei verbessertem Einfederungsverhalten aufweist.
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Die Erfindung löst diese Aufgabenstellung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Ein Fahrzeugluftreifen, dessen profilierte Lauffläche beidseitig in Seitenwände übergeht, deren Ende jeweils durch einen Reifenwulst gebildet wird, wobei die Reifenwulste luftdicht in eine Felge eines Fahrzeugrades einsetzbar sind und in den Reifenwulsten ein von mindestens einer Karkasse umschlossener, aus gewickeltem Draht bestehender Wulstkern eingebettet ist, wurde erfindungsgemäß dahingehend weitergebildet, dass der Wulstkern eine tropfenförmige Querschnittsgeometrie aufweist, die durch mehrere, koaxial gewickelte und übereinander angeordnete Drahtreihen gebildet ist, wobei jede Drahtreihe aus in einer Reihe nebeneinander angeordneten Einzeldrähten besteht oder durch Wicklung aus einem Einzeldraht gebildet ist.
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Durch die erfindungsgemäße Ausführung des Wulstkerns gelingt es erstmals, die Haltbarkeit des damit ausgestatteten Fahrzeugluftreifens insgesamt zu erhöhen und diesen fertigungstechnisch einfacher herzustellen, als dies bisher möglich war. Der vereinfachte Fertigungsaufwand führt auch zu einer Reduzierung der Kosten, was sich auch darin ausdrückt, dass ein Bauteil des Fahrzeugluftreifens und dadurch mindestens ein Fertigungsschritt zu dessen Herstellung eingespart werden können. Dabei ist es von Bedeutung, zu beachten, dass der Wulstkern entweder durch eine fortlaufende Wicklung eines Einzeldrahtes hergestellt werden kann oder der Wulstkern aus mehreren Einzeldrähten besteht, die in erfindungsgemäße Weise in Reihen nebeneinander angeordnet werden, bis hin zu einer Anordnung einer Einzellage des Einzeldrahtes, sodass dadurch die spezielle, tropfenförmige Querschnittgeometrie des Wulstkerns geschaffen wird. Das Einfederungsverhalten des erfindungsgemäßen Fahrzeugluftreifens ist gegenüber herkömmlichen Ausführungen wesentlich verbessert worden, wobei gleichzeitig eine optimierte Abdichtung am Felgenrand gewährleistet ist. Der Fahrzeugluftreifen nach der Erfindung kommt zudem bevorzugt mit nur einer Karkasslage aus, die den Wulstkerns umschlingt. Auch dies bedeutet eine Reduzierung des Fertigungsaufwandes und birgt zudem die Möglichkeit, diese Lösung auch für Niederquerschnittshochdruckreifen einzusetzen. Dabei hat sich ein weiterer Vorteil dieser Ausführung herausgestellt, der darin besteht, dass die Karkasse früher auf der neutralen Faser des Fahrzeugluftreifens aufliegt, wodurch die zuvor bereits erwähnte Haltbarkeit des Fahrzeugluftreifens insgesamt verbessert wird. Allerdings wird die Verwendung mehrerer Karkasslagen nicht ausgeschlossen. Die Erfindung ist zudem für sämtliche Fahrzeugluftreifen einsetzbar, also beispielsweise für PKW's, NKW's, als Ersatzrad oder für Zweiräder.
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Gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Anzahl der nebeneinander angeordneten Drähte sich wie folgt gliedert:
- 3-4-3-2-1,
- 3-4-5-4-3-2-1,
- 2-3-2-1,
- 4-5-4-3-2-1 oder
- 3-4-5-4-3-2-1.
Diese spezielle Anordnung der Drahtlagen führt auf einfache Weise zu dem erfindungsgemäßen Ergebnis, dass der Wulstkerns eine tropfenförmige Querschnittgeometrie aufweist. Letztlich bedeutet diese Lösung, dass der oder die Einzeldrähte lagenweise übereinander geschichtet werden, wobei, in axialer Richtung des Fahrzeugluftreifens betrachtet, jede folgende Lage einen Einzeldraht mehr oder weniger, in Bezug zu der darunter angeordneten Drahtlage, aufweist.
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Wie bereits ausgeführt wurde, kann bei der Herstellung eines erfindungsgemäßen Fahrzeugluftreifens wenigstens ein Bauteil vollständig eingespart werden, sodass auch ein aufwendiger Fertigungsschritt bei der Herstellung entfällt. Bei dem eingesparten Bauteil handelt es sich um den Apex des Fahrzeugluftreifens, der bisher als separates Bauteil gefertigt wird und in einem zusätzlichen Herstellungsschritt anschließend mit dem Wulstkern verbunden werden muss. Die Möglichkeit der Weglassung des Apex ergibt sich dabei durch die spezielle, erfindungsgemäße Formgebung des Wulstkerns. Durch die Erfindung kann darüber hinaus die Länge der Karkasse insgesamt reduziert werden, was in vorteilhafter Weise zu einer Verringerung des Rollwiderstandes führt.
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Entsprechend einer weiterbildenden Maßnahme nach der Erfindung kann der Durchmesser jedes Drahtes zwischen 0,8 mm und 1,7 mm, bevorzugt 1,6 mm, betragen. Diese Drahtstärke hat sich insofern als vorteilhaft erwiesen, weil damit die erforderlichen Festigkeitswerte optimiert werden und dennoch eine Material sparende Verarbeitung möglich ist. Die Material sparende Verarbeitung führt zu einer Gewichtsreduzierung des gesamten Fahrzeugluftreifens und damit letztlich auch zu einer Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs.
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Durch die spezielle Ausführung des Wulstkerns in einer Tropfenform aus gewickeltem Draht kann das Höhenmaß des Wulstkerns in dem Reifenwulst zwischen 7 mm und 15 mm betragen, was verglichen mit bekannten Lösungen einer sehr geringen Höhe entspricht. Bevorzugt beträgt die Höhe des Wulstkerns 10 mm. Die Erfindung ist damit insgesamt für Fahrzeugluftreifen mit kurzen Seitenwänden bestens geeignet.
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Eine Besonderheit des erfindungsgemäßen Fahrzeugluftreifens besteht darüber hinaus darin, dass der Umschlag der Karkasse um den Wulstkern einseitig nur zwischen 10 mm und 30 mm beträgt. Bevorzugt handelt es sich hierbei um den Umschlag auf der Außenseite des Fahrzeugluftreifens. Durch diese Maßnahme kann der Rollwiderstand des Fahrzeugluftreifens in nachweislich hohem Maße reduziert werden.
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Eine weiterbildende Maßnahme der Erfindung besteht darüber hinaus darin, dass der Wulstkern zusätzlich in eine durch mindestens eine Cordlage des Fahrzeugluftreifens gebildete Schlinge eingebettet ist. Hierdurch lassen sich die speziellen Fahreigenschaften des damit ausgestatteten Fahrzeugluftreifens verbessern.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Die gezeigten Ausführungsbeispiele stellen dabei keine Einschränkung auf die dargestellten Varianten dar, sondern dienen lediglich der Erläuterung eines Prinzips der Erfindung. Gleiche oder gleichartige Bauteile werden stets mit denselben Bezugsziffern bezeichnet. 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:
- 1: ausschnittsweise einen Schnitt durch einen Fahrzeugluftreifen,
- 2: eine vereinfachte Darstellung des von einer Karkasse umschlungenen Wulstkerns in einer ersten Ausführungsvariante
- und
- 3: eine vereinfachte Darstellung des von einer Karkasse umschlungenen Wulstkerns in einer weiteren Ausführungsvariante.
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Die 1 veranschaulicht ausschnittsweise einen Schnitt durch einen Fahrzeugluftreifen 1, der grundsätzlich einen herkömmlichen Aufbau aufweist. Der Fahrzeugluftreifen 1 verfügt dabei über eine profilierte Lauffläche 2, in die Profilrillen 18 eingebracht sind. Unterhalb der Lauffläche 2 sind in an sich bekannter Weise mehrere Corde 14 eingebettet, auf deren Einzelheiten im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung nicht näher eingegangen wird. Die Corde 14 erstrecken sich dabei bis in die Seitenwände 3 des Fahrzeugluftreifens 1 hinein, in die der Fahrzeugluftreifen 1 seitlich der Lauffläche 2 übergeht. Von den Seitenwänden 3 ist in der Schnittdarstellung in 1 lediglich eine Seitenwand 3 gezeigt. Im Übergangsbereich zwischen der Lauffläche 2 und der Seitenwand 3 weist der Fahrzeugluftreifen 1 in ebenfalls bekannter Weise einen Schulterstreifen 17 auf. Die Seitenwand 3 endet in einem Reifenwulst 4, der mit einer außenseitig des Fahrzeugluftreifens 1 vorhandenen Felgenanlagefläche 16 in eine in der 1 nicht gezeigte Felge eingesetzt wird und somit dichtend an dieser Felge anliegt, wenn der Fahrzeugluftreifen 1 mit Druckluft befüllt wird, die den innerhalb des Fahrzeugluftreifens 1 gebildeten Hohlraum befüllt und auf die Innenseite 15 des Fahrzeugluftreifens 1 einen Druck ausübt, der dem Fahrzeugluftreifen 1 seine Stabilität gibt. In den Reifenwulst 4 ist ein zugfester Wulstkern 7 integriert, der zusätzlich für einen festen und abdichtenden Sitz des Fahrzeugluftreifens 1 an der Felge sorgt. In dem dargestellten Beispiel ist darüber hinaus eine Cordlage 13 um eine den Wulstkern 7 umschlingende Karkasse 5 herumgeführt.
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Die Besonderheit der vorliegenden Lösung besteht vorliegend in der Ausführung des Wulstkerns 7. Dieser weist eine tropfenförmige Querschnittsgeometrie auf, die durch mehrere, koaxial gewickelte und übereinander angeordnete Drahtreihen 8, 9, 10, 11, 12 gebildet ist. Jede der Drahtreihen 8, 9, 10, 11, 12 besteht dabei entweder aus in einer Reihe nebeneinander angeordneten Einzeldrähten 6 oder wird durch ein Wickelverfahren aus einem einzigen Einzeldraht 6 gebildet, der reihenförmig aufgewickelt wird und, wenn eine Drahtreihe (beispielsweise 8) vollständig ist, in die nächste Drahtreihe 9 übergeht. Durch die tropfenförmige Geometrie und die spezielle Anordnung der Drahtreihen 8, 9, 10, 11, 12, aus denen der Wulstkern 7 besteht, wird es möglich, bei einem erfindungsgemäßen Fahrzeugluftreifen 1 den Apex vollständig einzusparen und darüber hinaus mit lediglich einer Karkasse 5 auszukommen, die um den Wulstkern 7 herumgeführt ist.
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In der 2 ist eine vereinfachte Darstellung des von einer Karkasse 5 umschlungenen Wulstkerns 7 in einer ersten Ausführungsvariante dargestellt. Hieraus geht noch einmal deutlicher, als im Zusammenhang mit der Darstellung in 1 hervor, dass der aus mehreren Einzeldrähten 6 hergestellte Wulstkern 7 eine Anordnung der Einzeldrähte 6 in Drahtreihen 8, 9, 10, 11, 12 aufweist. Im Beispiel der 2 ist die Anzahl der Einzeldrähte 6 nebeneinander und übereinander wie folgt: 3-4-3-2-1. Durch diese Gestaltung wird die tropfenförmige Querschnittgeometrie des Wulstkerns 7 auf einfache Weise erreicht. Die Länge 1 des Umschlages der Karkasse um den Wulstkern 7 beträgt hier 10 mm bis 30 mm. Durch diese Verkürzung des Karkassenumschlages im Vergleich zu herkömmlichen Fahrzeugluftreifen kann der Rollwiderstand des erfindungsgemäßen Fahrzeugluftreifens 1 erheblich reduziert werden.
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Aus der 3 geht eine vereinfachte Darstellung des von einer Karkasse 5 umschlungenen Wulstkerns 7 in einer weiteren Ausführungsvariante hervor. Hierbei wurde der Wulstkern 7 im Unterschied zu der zuvor beschriebenen Lösung durch einen Einzeldraht 6 hergestellt, der lagenweise gewickelt wird und dabei ebenfalls die nachfolgende Anordnung aufweist: 3-4-3-2-1. Der Einzeldraht 6 bildet dabei analog zu dem zuvor beschriebenen Beispiel mehrere Drahtreihen 8, 9, 10, 11, 12, die in radialer Richtung des Fahrzeugluftreifens 1 betrachtet übereinander angeordnet sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeugluftreifen
- 2
- Lauffläche
- 3
- Seitenwand
- 4
- Reifenwulst
- 5
- Karkasse
- 6
- Einzeldraht (Draht)
- 7
- Wulstkern
- 8
- Drahtlage
- 9
- Drahtlage
- 10
- Drahtlage
- 11
- Drahtlage
- 12
- Drahtlage
- 13
- Cordlage
- 14
- Corde
- 15
- Innenseite (des Fahrzeugluftreifens)
- 16
- Felgenanlagefläche
- 17
- Schulterstreifen
- 18
- Profilrille
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- CN 102555692 A [0003]
- DE 69914532 T2 [0004]
