DE1605635A1

DE1605635A1 - Absteifung fuer Luftreifen

Info

Publication number: DE1605635A1
Application number: DE19671605635
Authority: DE
Inventors: Sons Jun Charles Carroll
Original assignee: Caterpillar Tractor Co
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 1966-07-25
Filing date: 1967-07-25
Publication date: 1971-04-01
Also published as: GB1161160A; US3431963A; BE701469A

Description

Absteifung für Luftreifen

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Fahrzeugreifen und Reifendecken, welche einen besseren Schutz gegenüber Belastungen und größere Lebensdauer aufweisen.

Der Ausdruck "Reifen", so wie er in der Beschreibung und in den angefügten Ansprüchen benutzt wird, bezieht sich sowohl auf Schlauchreifen als auch auf schlauchlose Reifen.

Zum Stande der Technik sei auf die US-Patentschriften 3 172 W und J 062 257 hingewiesen.

Es werden beträchtliche Verbesserungen für Reifen durch Verwendung von Einlagen erzielt, welche aus Jeder beliebigen Anzahl von metallischen oder nichtmetallischen Drähten, Drahtseilen, Fäden oder synthetischen Fasern hergestellt und zur Verstärkung des Reifens in diesem eingebettst werden. Es sind Einlagen bekannt, welche um den Umfang innerhalb der Lauffläche des Reifens verlaufen; desgleichen sind Einlagen

Patentanwalt· Dip! lug. Martin Lieh», Dipl.-Wirf ιΛ.-lnfl. Axel· Hartman*, Dipl-Phy». Sebastian Herrmann t MÖNCHEN J, THlIfIIiNITiAIIi J3 · T.l.fon,J»11 W · T.btr.mm-Adr···., Llp«lll/MO«d»n

in den Seitenwänden der Reifen als bekannt anzusehen, welche sich radial zwischen den Wulstbereichen und der Lauffläche erstrecken.

Obwohl herkömmliche, sich radial erstreckende Einlagen wesentlich die Widerstandsfähigkeit des Reifens gegenüber wiederholter, radialer Verformung bzw» Durchbiegung verbessern, ist die Lebenserwartung des Reifens nach wie vor durch k den Bruch bzw. durch Fehlstellen in den Seitenwänden beeinträchtigt. Der Bruch tritt in Form von Rissen der Seitenwand entlang eines kreisförmigen Bereiches auf, welcher koaxial mit dem Wulst des Reifens verläuft. Die verschiedenen Maßnah— . men zum Anheben der Lebenserwartung des Reifens, beispielsweise das Anbringen größerer Reifenwulste, die Verwendung eines Schutzmantels und dgl. sind nicht in dem gewünschten Ausmaße

nicht

realisierbar, solang/das Problem der Rißbildung in den Seitenwänden des Reifens, welche insbesondere bei Reifen mit einfacher Einlage auftreten, gelöst ist.

Unter Betrachtung der vorliegenden Erfindung hat sich herausgestellt, daß Seitenwandrisse der beschriebenen Art in einem Radius des Reifens auftreten, welcher mehr oder weniger mit dem Radius der Enden der radial eingebetteten Einlagen zusammenfällt. Es hat sich dabei herausgestellt, daß die Enden dieser Einlagen für die Rißbildung verantwortlich zu machen sind.

Insbesondere war es bisher Üblich, die Enden der radialen Einlagen so um die Wulstdrähte an jeder Seite des Reifens zu legen, daß ein kurzer Endteil der Einlage innerhalb der Reifen-

an
seitenwand nahe/dessen Außenfläche zu liegen kommt. Dieses kurze

Endteil der Einlage tragt nicht zur Verstärkung des Reifens

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bei sondern bewirkt statt dessen das sogenannte "Ermüden" des das Ende umgebenden Materials. Dies kann durch eine bestimmte Sehneidwirkung am scharfen Ende der Einlage begleitet sein, wodurch die Rißbildung des Reifens entlang der Enden der Einlagen verstärkt wird. Diese nachteilhafte ¥irkung wird durch die Tatsache verstärkt, daß das Reifenmaterial in dem unmittelbar angrenzenden Bereich der Einlagenenden während der Verformung des Reifens Zugbelastungen ausgesetzt ist, wodurch sich Schnitte im Material und Materialermüdungen ergeben.

Ein zusätzlicher Faktor, welcher zu den nachteiligen Eigenschaften in der Seitenwand des Reifens beitragt, ist der bereits erwähnte Kurvenverlauf der Einlage in jenem Bereich der Seitenwand, welcher während der Biegebeanspruchung des Reifens der obenbeschriebenen Rißbildung ausgesetzt ist; diese Risse entstehen durch das bekannte Verfahren, die Einlage um die Innenseite des Wulstdrahtes herumzulegen und nach außen wieder zurück verlaufen zu lassen. Dieser Kurvenverlauf ruft während der Beanspruchung des Reifens eine Seiten- und Längsbewegung der Einlage hervor, wodurch das die Einlage umgebende Reifenmaterial weiteren, zusätzlichen Belastungen ausgesetzt ist.

Die angeführten Schwierigkeiten werden durch die vorliegende Erfindung dadurch überwunden, daß der Endbereich der Einlage nahe der Innenfläche des Reifens und nicht nahe der Außenfläche, so wie bei herkömmlichen Ausführungsformen, verläuft. Diese vorteilhafte Anordnung kann erzielt werden, wenn man die Endbereiche der Einlagen in gegenüber bekannter Praxis umgekehrtem Sinne um die Wulstdrähte legt. Dadurch kommt der Hauptbereieh der Einlage in der Nähe der Außenfläche der Seiten-

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wand zu liegen und zwar dort, wo die größte Zugbelastung auftritt; der Endteil der Einlage dagegen verläuft in einem Bereich, welcher verhältnismäßig geringer Zugbelastung ausgesetzt ist oder welcher sogar Druckbeanspruchung unterliegt. Der beschriebene doppelte Kurvenverlauf der Einlage wird außerdem^ reduziert bzw» ausgeschaltet.

Mit der vorliegenden Erfindung soll deshalb die Lebensdauer und Zuverlässigkeit von Luftreifen vergrößert werden. Dabei sollen die nachteiligen Eigenschaften der Seitenwände von Luftreifen überwunden werden. Es soll eine radiale Einlage für Luftreifen geschaffen werden, welche die nachteiligen Auswirkungen dieser Einlagen auf das Reifenmaterial nicht aufweist* Luftreifen mit Einzellagen sollen insbesondere für Schwerlastbetrieb geeigneter gemacht werden, indem die bislang bekannte Rißbildung dieser Reifen vermieden wird. Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 ist eine Schnittansicht eines Luftreifens mit einer Einlage nach der vorliegenden Erfindung;

) Fig. 2 ist eine Teil-Schnittansicht eines Luftreifens

mit einer einfachen Einlage während dor Biege— beanspruchung des Reifens, wobei die in gewissen Bereichen der Seitenwände auftretenden Kräfte und die um den Umfang verlaufende Rißbildung in den Seitenwänden dargestellt ist; und

Fig. 3 ist eine Teil-Schnittansicht des Reifen« nach Fig. 1 während der Biegebelastung des Reifens, wobei die Anordnung der Einlagen nach der vorliegenden Erfindung bezüglich der beanspruchten Be-101814/0380

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reiche der Reifenseitenwände dargestellt ist.

In Fig. 1 der Zeichnung ist ein Reifen Ii dargestellt, dessen Äußeres von herkömmlicher Ausführungsform ist. Der Reifen «reist eine Lauffläche 12, um den Umfang im Reifen eingebettete Einlagen 15 und ein Paar von Seitenwänden 13 und Ik auf; diese Seitenwände erstrecken sich zu einem Paar von ringförmigen Wulsten l6 und 17. Die Lauffläche und die Seitenwände sind leicht nach außen ausgebeult, wenn der Reifen nicht belastet ist. Die Lauffläche 12, die Seitenwände 13 und Ik und die Wulste l6 und 17 werden als eine Einheit auf bekannte Weise aus einem elastischen Material, wie z.B. aus Gummi hergestellt. Wulstdrähte, welche im vorliegenden Fall aus Drahtseilen 18 besteben, sind innerhalb der Wulste l6 und 17 eingebettet, um den Wulstbereich des Reifens zu verstärken.

Während des Gebrauches wird der Reifen 11 ständig durch eine Vielzahl von Kräften verformt, beispielsweise wie durch jene, welche die Wulste l6 und 17 in Richtung der Lauffläche zusammendrücken, wodurch die Seitenwände 13 und Ik mit einer ' noch größeren Krümmung nach außen gebogen werden. Um den Reifen Il zu verfestigen und die Widerstandskraft gegen Belastungen zu verstärken, sind radial verlaufende Einlagen 19 im Abstand voneinander innerhalb des Reifens angeordnet.

Jede dieser Einlagen 19, welche im vorliegenden Fall aus einem Stahldraht besteht, erstreckt eich von einem ersten Wulstbereich 16 durch die Seitenwand 13» dann durch den Laufflächenbereich 12₀ durch die andere Seitenwand Ik bis zum zweiten Wuletberaieh if; der KrUatsungeverlauf ist glatt und ohne soharfe übergang®ο Ifes die Enden der Einlagen 19 su verankern, ist

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jeweils ein kurzes Endteil 21 der Einlage um den Wulstdraht 18 in jedem der Wulste l6 und 17 geschlungen und erstreckt sich innerhalb der zugehörigen Seitenwand 13 und Ik etwas nach unten.

Bei der Herstellung von Drähten diesen Aufbaues war es bisher üblich, die Einlagenenden so um die Wulstdräfcte zu schlingen, daß die Einlagenenden außerhalb des übrigen Teiles der Einlage zu liegen kam. In Fig. 2 ist die herkömmliche Anordnung der Einlagen dargestellt, wobei sich die Einlage 19* durch die Seitenwand 13* und die Lauffläche 16* nahe an den Innenflächen 22* und 23^r erstreckt. Der Endteil 21* der Einlage ist um den Wulstkern 18 * nach außen geschlungen und erstreckt sich vom Wulstkern innerhalb der Seitenwand und nahe an deren Außenfläche 24* etwas nach unten.

Durch die besehriebeae Anordnung der Einlage 19* kommt das Ende der Einlage in einen besonderen Bereich der Reifenseitenwand 13* zu liegen, welcher während der Biegebeanspruchung des Reifens starken Zugkräften ausgesetzt ist, wie durch die Pfeile 26 in Fig. 2 zu sehen ist. Der angrenzende Bereich der Seitenwand 13*» welcher näher zur Oberfläche 22¹ der inneren Seitenwand liegt, unterliegt beträchtlich geringeren Zugkräften oder kann unter bestimmten Bedingungen Druckkräften ausgesetzt sein, wie durch die Pfeile 27 dargestellt ist. Risse 28 treten in diesem Bereich der Seitenwand, d.h. an den Enden der Einlagen 19* auf. Wie bereits erwähnt wurde hängt dies zumindest teilweise davon ab, daß die Enden der Einlagen 19* iß dem zugbean— spruchten Bereich des Reifen» angeordnet sind, in diesen einschneiden und sogenannt« "Eriaüdungeeffekte" auslösen. Darüber—

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hinaus entstehen äiarch die Krümmung der Einlagen im Bereich unmittelbar innerhalb der Enden Spannragsverdiehtuiigei!.* Biese nachteiligen ^Auswirkungen vergrößern gichj, wenn im Burcliassser kleine Metalldrähte als-"Einlagen-Verwendung finden»

¥ie in Figo 1 dargestellt ist, ist die Einlage 19 nach der vorliegenden Erfindung In umgekehrtem Sim m die Wralstdr&hte"

18 gelegt; durch diesen Verlauf des Einlagenendes wird: ü&m üat— stehen von Ei ssen in der Seitenwand beträchtlich vermindert, μ Die Einlagen 19 verlaufen durch die Anordnung der. Einlagenenden näher an der Außenfläche 2k der Seitenwand© 13 w&ö i^s ti@mi si© sich den Wülsten l6" μια 1? n©I&©rn. Bi© Eadtsil© 2i der Einlagen

19 sia€ um die i*7ial@tk©rne 18 nacia'"innen-.g®d3p©Sit nan-d erstrecken sich auf kurzer Strecke aah© aa den Xffia.enfiäeti@ti 22 maefe. iiat©a_o

In Fig_o 5 wirö. &QT Ee if ©st Ii na©iE Fig_o i ia belastet©®· Zustand dargestellt. Man fesm erkennen, öai ,«taren. di® aemartig© Anordnung übt Einlag® .nae!i der Erfindung die Endalbselimitte Si der Einlagern in yon^deia- BoreicSs. Siohsr Zugbeansp-raclwaHtg angewandter Richtung zu liegen-koisiafen, -wie ömrela die Pfeile S6 ang@— " geben ist. Wie. durch dl© Pfeile-S?'dargestellt ist, to@2im€@a si© sich in einem Bereich verhältnismäßig -geringer Saggpamanmg bzw« in einem Bereiek von Brucktoeamspriachung,, Diarch die AitoritaiaJig der Einlage, wird die KrümMraig -des Bareiciies der Einlagen 19 an die Endabschnitt© 81. aagr©mst_s rsdwsiert bzw dureh die Spannungsverdientunken, hervorgerufen ämrefc Slack in den-Einlagen reduziert wird. Durch di© -neuartig® nHffig ä&r Bialag-sn w©r4©a dies.© s&ä&er smä Bereich h©&©r %ugb®~° lastUHg, w@ltBtoQuw.imh «Sie- Pf eile. 26 dargestellt l$t_t-.'V@rs.eiitot>en_f

wodurch eine bessere Verstärkung bzw. Abstützung dieses Reifenbereiches erzielt ist.

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Claims

PATE NT AN W "AL TE Dipl.-Ing. MARTI N LICHT

MTENTANWÄLTE LICHT, HANSMANN, HERRMANN Dr. R E I N H O L D S C H M I D T

8Mo_NCHEN2.TH_EREsr_EN_STR_ASSE33 J Dif^WirtscMng. A X E L HANSMANN

Dipl..Phys. SEBASTIAN HERRMANN

CATERPILLAR TRACTORCQ,

San Leandro, Kalifornien München,den 25. Juli 196?

Davis Street 800 ihr zeichen iw zeichen /^

V, St. A,

Patentanmeldung: "Absteifung für Luftreifen"

PA TEN T A N S P R Ü C H E

1» Absteifung für Luftreifen mit einer Lauffläche, mit einem Paar von Wulsten geringeren Durchmessers und mit einem Paar von sich zwischen der Lauffläche und den Wulsten erstreckenden und mit diesen verbundenen Seitenwänden, dadurch gekennzeichnet, daß sich Einlagen (l9) von einem ersten der Wulste (l6,17) durch die Seitenwände und durch die Lauffläche zum zweiten der Wulste ■( 1-6,17) erstrecken, und daß die Endteiie (2i) der Einlagen (19) im Bereich der Wulste (16,17)-s-ö umgebogen sind, daß sie näher an den Innenflächen der Seitenwände zu liegen kommen als der an den Endteil angrenzende, übrige Bereich der Einlage,
2. Absteifung für Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reifen jeweils einen kontinuierlich durch den Wulst (l6,i7) verlaufenden Wulstdraht (18,18) aufweist, und dal) die Einlagen so um die Wulstdrähte (18,18) gesohlungen sind, daß die Kndteile der Einlagen (.21) an den Innenseiten der Wulste v.rlauleru 109814/0380

Patentanwälte Dipl.-Ing. Martin Licht, Dipl.-WirMdi.-lng. Axel Hanimann, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann • MOKCHEN 2,THSReS!ENST*ASSE 33 · T»lifoiriJ»2i02 · T*l«aramm-Adrnaoi ti(sal)i/Mßndien

Bonkvcrbindungtni DtuSieh· Bank AG, Filiale MOnch·!), D»p.-Kan» Viktuallenmarkl, Konlo-Nr. 70/30638 la/«r. V«r«inib4nk MOnctt^, Zwaigit. Oikar-von-Millnr-Älna, Klo.-Nr. 8(3 49S · Pojiiöiuch-Konlo ι München Nr. 1433 97

Oroi PATENTANWA^l7 D^r. RBiNHOlD ICHMIDT '
3. Absteifung für Luftreifen nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reifen der Einfachlagen—Ausführungs— form entspricht und daß jede der Einlagen vollkommen in einer radialen Ebene verläuft, in welcher die Drehachse des Reifens enthalten ist.
4. Absteifung für Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Einlagen bei Annäherung an die Wulste (l6,17) näher zur Außenfläche der Seitenwände zu liegen kommt.

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