DE1883310U

DE1883310U - Luftreifen.

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Publication number: DE1883310U
Application number: DEB46485U
Authority: DE
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1960-12-30
Filing date: 1961-09-07
Publication date: 1963-11-21
Also published as: FR1310567A; US3164193A; GB1003573A

Description

■■ . RA.632 07β*-2.ΐαΒ3 /

Ptfentanwalt München - Pullach, den 27»- 9ο 1963

A. Brose

Dipl.-Ing.

Möndsen-Pullach

.2'U München 790670 B/Rg.
Oase 51480/60

5 < 3

Betr«: Gebrauchsmusteranmeläung B 46485/63ο G-ra BRIDeESTONE TIRE 00ΜΡΑΪΤΥ LIMITED

Luftreifen

Die vorliegende Neuerung bezieht sich auf Verbesserungen an Luftreifen, insbesondere auf den Mantel oder die Karkasse, die mit Einlagen versehen ist. Neuerungsgemäss wird vorgeschlagen, dass die Anzahl der Einlagen in der Karkasse von dem unter der Lauffläche liegenden Teil nach den Seiten hin in Übereinstimmung mit den in den Einlagen hervorgerufenen Beanspruchungen bei im Profil flachen Reifen mit einem Verhältnis von Karkassenhöhe zu - breite von 0,95 bis 0,6 abnimmt.

Die bisher üblichen Reifen bestehen aus einer Karkassenlage (carcass layer), einer Zwischenlage (breaker layer) und den seitlichen Wulstteilen_f wobei die Karkassenlage selbst wiede-r-UiB aus verschiedenen Schichten aus parallelen, mit Gummi übtrzogenen Geweben besteht, die vom seitlichen Wulst des Reifens auf der einen bis zum entsprechenden Wulst auf der anderen Seite verlaufen und wobei zwei oder mehr dieser parallel zueinander angeordneten Karkassenschichten so miteinander kombiniert

sind, dass sich die Gewebe überschneiden, um auf diese Weise den verschiedenen Beanspruchungen standzuhalten, denen die Kar» kasse durch den Luftdruck im Inneren des Reifens beim Jahren standzuhalten hat.Die Festigkeit der Karkassensehiehten hängt somit von der Art der Gewebe, aus denen sie bestehen, sowie von dem Winkel, unter dem die Gewebe an den verschiednen Stellen der Karkasse verlaufen, und der Anzahl der Gewebe und Ein« lagen ab.

Pernerhin weisen die üblichen Reifen zwischen der Laufflächen aus Gummi und dem Karkassenteil Zwischenschichten (breaker layers) auf, die so breit sindf dass sie im wesentlichen den Raum zwischen den sogenannten Schultern des Reifens einnehmen* Sie Zwi« sehenlagen dienen zur Dämpfung der von aussen auf den Reifen aus« geübten Sehläge und Stö'sse beim Fahren, so dass die Karkassenschichten hiervoas weitgehend geschützt werden« Die Zwischenschichten wirken ferner teilweise als Verstärkung der KaajkasBBuund. be«* stehen zumeist aus dem gleichen Gewebe wie die Karkassensehieht, wobei ebenfalls wie bei den Karkassensehiehten ein Überzug aus Gummi angewendet wird« Die Zw&sohenlagen werden mit einer gröberen [Teilung, ( with a pitch more coarse) in die Gummischichten eingebettet· Wie sich hieraus ergibt, soll die Zwischenschicht nicht unmittelbar den im Reifeninneren herrsehenden Luftdruck aufnehmen, sondern dient in erster Linie dem Zweck, die Karkasse vor beim Befahren von Unebenheiten des Boden auftretenden Stößen zu schützen·

-Der im Reifen vorhandene Luftdruck wird daher im wesentlichen von der Karkasse aufgenommen, wobei die in den verschiedenen Tei*· len der Karkasse auftretenden Beanspruchungen mit dem Querschnitt

des Reifens variieren· Die Karkassenschiohten der herkömmlichen Reifen bestellen, im wesentlichen in ihrer gesamten Ausdehnung aus der gleichen Anzahl von lagen, so dass hinsichtlich der * festigkeit des Reifens übermässig stark bemessene TeilLe vor*- handen sind·

Der wesentliche Zweck der Torliegenden Neuerung besteht deshalb darin, Karkassenschichten an solchen Stellen, an denen sie nicht benötigt werden, fortzulassen und dadurch das Sewieht des Reifens durch Verminderung der Anzahl von Karkassenlagen zu ver« mindern, soweit diese nicht für die festigkeit des Reifens erf or·* derlich sind, und somit einen handlichen Reifen zu schaffen, dersieh durch Herabsetzung der Federkonstante des Reifens weniger erwärmt·

Die Neuerung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigt:

Pig· 1 ein Sehaubild zur Darstellung verschiedener Karkassenquersohnitte eines Reifens, wobei ein kreisförmiger oder elliptischer Querschnitt vorausgesetzt wird,
fig. 2 einen Schnitt durch einen im Querschnitt flachen

Reifen (low profile tyre),

fig· 3·bis 9 Kennlinien zur Darstellung der Beanie spruchungen in radialer Richtung, der Bean«*

spruchungen in ümfangsrichtungr,ider Pestigkei-

f ten in radialer Richtung, der Festigkeiten in

Umfangrichtung und der Sicherheitsfaktoren

m 4

bei den verschiedenen Verhältnissen und

Fig· 10 "bis 13 Schnittdarstellungen von Ausführungs~

beispielen für neuerungsgemässe Reifen·

IBs ist ausserordentlieh schwierig, die in der Karkasse durch den im Reifen herrschenden luftdruck hervorgerufenen Beanspruchungen genau zu "berechnen· Die annähernde Spannungsverteilung kann jedoch durch Anwendung der Theorie einer dünnen Schicht ( the theory of thin film) annähernd bestimmt werden, wenn eine Karkasse von runder oder elliptischer Form zu G-runde gelegt wird*

Die Spannungsverteilung ändert sich bei Änderung der Form der Karkasse beträchtlich· Die Ergebnisse der Berechnung sind in den Schaubildern der Figuren 3 bis 9 dargestellt·

lach Figur 1 ist die Form der Karkasse in verschiedenen Schnitt ten durch Kreise oder Bllipsenwiedergegeben· Ims Figur 2 ist h die Höhe der Karkasse, wenn sie als kreisförmig oder elliptisch angenommen wird· s ist die Breite der Karkasse und entsprechend ergibt sieh aus h/s das Verhältnis zwischen den beiden genann<ten G-rössen, das in den genannten Abbildungen als h/s = 1.0, 0.9, 0·$$ 0·7 und 0.6 angegeben ist·

P s² « to²
£ ^ gibt das Quadrat des Zentrifugalfaktors an, der

s ?

in den Darstellungen ^. =0, 0,2_f / 0.36» 0,50 und Θ,5β beträgt* A ist der höchste Teil der Karkasse, B die sogenannte Schulter, Q die Zierlinie, D die Seite der Karkasse und E die dem Felgenrand (rim line) entsprechende Stelle·

In figur 3 sind die Spannungsverteilungskurven für eine Karkasse eines 7,00 ·* 14 *> Reifens in der Weise dargestellt, daß die Karkassenteile A,B,G,I) und E als Abszissen und die radialen Kräfte, die in einer durch die Drehachse des Reifens gehen·» den Ebene auftreten, als Ordinaten aufgetragen sind· Aus den Darstellungen ergibt sieh, dass dann, wenn die Karkasse eine Kreisform aufweist und ihre Abmessungen in Höhe zu Breite nach dem Verhältnis h/s = 1,0 beträgt, wie dies bei den herkömmlichen Reifen der Pail ist, die Radialspannung f an der höchsten St el«· le A der Karkasse ein Minimum ausweist und nach der Seite D hin und zum Randwulst E langsam zunimmt· Wenn man jedoch einen im Querschnitt flachen Reif en. untersucht, bei dem mit zunehmen·«· der Abflachung der Karkasse*-3-m&' das Verhältnis von Höhe zu Breite h/s 0,8 oder 0,6 und der Zentrifugalfaktor|| 0_f36, oder 0,56 beträgt, wird die Radialspannung f kleiner und die Span» nungsverteilung erreicht in der Hähe der Zierlinie G und an der Seite D ihren geringsten Wert# Andererseits bleibt die Ra*«· dialspannung-^konstant, wenn das Verhältnis von Höhe zu Breite h/s * 1 an allen Stellen A,B,C,D und E beträgt, während bei zunehmender Abflachung und kleiner werdendem Verhältnis von Höhe zu Breite die ümfangsspannung G- am höhsten Teil A schnell wächst, die Spannung an der Seite D zur Stelle E jedoch sieh vermindert·

Die festigkeit der Karkasse kann zusätzlich nach der festigkeit des verwendeten Gewebes, des G-ewebewinkels <C (cord angle) und der Anzahl der Gewebelagen berechnet werden· Die für einen Reifen der Grosse 7,00 *· 14 berechnete festigkeitsverteilung ist in- den figuren 3 und 6 wiedergegeben. Aus diesen Darstel» lungen ergibt sieh, dass die festigkeit in radialer Richtung H

«# 6

an der höchsten Stelle A klein' MI zur Seite 1 und der Stelle E Mn zunimmt, während die Festigkeit in ümfangriehtung I

an der höchsten Stelle A groß ist und zur Stelle E Mi abnimmt»

Die Kurven des Sicherheitsfaktors J₉ die aus der Karkassenfestig« keit und den oben erwähnten Beanspruchungen der Karkasse errechnet worden sind, werden in den figuren 7 bis 9 gezeigt, wobei K die Kurve des Sicherheitsfaktors in radialer Richtung und ¹L die entsprechende Kurve in ümfangrichtung wiedergibt. Figur 7 zeigt die Kurven des Sicherheitsfaktors für einen im Querschnitt kreisförmigen Reifen, bei dem das Verhältnis der Karkassenhöhe zu -breite h/s » 1 beträgt» Hierbei ergibt sich, d§,ss die Differenz zwischen den Sicherheitsfaktoren J am höchsten !eil A und im Bereich des Felgenrandes E sowohl in radialer Richtung K wie auch in Umfangrichtung £ groß ist und sich auch bei • j einer Änderung des Grewebewinkelsu6(eord angle) nicht wesentlich ändert·

Die Figuren 8 und 9 zeigen die Sicherheitsfaktoren bei einem im Profil flachen Reifen, wobei Figur 8 die in radialer und in Umfangrichtung sich ergebenden Faktoren bei einem Verhältnis von Höhe zu Breite h/s ist Θ,9 und einem auf die radiale Richtung bezogenen Gewebewinkel am höchsten Teil VOn₀L=* 52° wiedergibt, während Figur 9 die gleichen Werte« jedoch bei einem Verhältnis h/s = ©,8 undj_« 58° zeigt»

Wie sieh hieraus ergibt, würde ein im Querschnitt flacher Bei·* fen dann, wenn er in bekannter Weise ausgebildet ist und sich die Anzahl der Lagen nach der am höchsten !eil erforderlichen

Verstärkung bemißt, an den sogenannten Schultern und an den Seitenteilen eine mehr als erforderliche Festigkeit aufwei**· sen, so dass also ein solcher Reifen erhebliche Stengen von an« sioh nicht genötigtem Werkstoff verbraucht*

Um dies zu vermeiden, sehlagt die leuerung vor, dass bei flachem Profil des Reifens, d.h. bei einem Verhältnis von Karkassenhöhe zu -breite von 0,95 bis Θ,β die Anzahl der Einlagen in der Karkasse von dem unter der Lauffläche liegen-* den Teil zu den Seiten hin schrittweise entsprechend der in den Einlagen hervorgerufenen Beanspruchungen abnimmt·

Wenn die Aufteilung des Sicherheitsfaktors aufgrund des Luftdrucks im Reifen oder anderer ausserer Kräfte am höchsten Teil der Karkasse grosser sein soll, wie dies beispielsweise durch die gestrichelte Linie M in Figur 9 dargestellt ist,-kann die Anzahl der Lagen in der Karkasse entsprechend angepasst werden« Ss ergibt sieh beispielsweise folgende Anordnung;

ABG B E

Anzahl der 8 6 5 ;■ 4 4 Lagen 4 3 3 2 2

Wie im unteren Teil der Figur 9 dargestellt ist, kann nach dem neuerungsgemäss©n Vorschlag die Anzahl der Lagen Έ in der Kar*» kasse von dem höchsten Teil A nach der Seite 1 hin schrittweise abnehmen· So kann beispielsweise aus einem herkömmliehen Reifen mit 8 Lagen ein neuerungsgemässer Reifen hergestellt werden,

wenn nach der Seite hin die Lagen τοη ursprünglich 8 auf 6 und 4 schrittweise vermindert werden.

Der neuerungsgemässe Vorschlag kann auf die verschiedenste Weise verwirklieht werden· Einige Beispiele hierfür sind in den figuren 1© Ms 13 wiedergegeben.

In den genannten Figuren ist mit 1 die Aussenschieht des Rei» fens ι mit 2 eine Zwischenlage, mit 3 ein Randwulst und mit 4 die Karkassenlagen bezeichnet·

Die Art, in der die Karkassenlage 4 im neuerungsgemässen Reifen sich in Absätzen zur Seite hin verjüngt, ergibt sieh aus den Abbildungen· Der G-ewebewinkel und die Anzahl der Grewebeein«*» lagen in der Karkassenschicht kann dadurch bestimmt werden, daß die Beanspruchungen der Karkasse in radialer und in TJmfangrich«- tung und deren Verhältnis zueinander berücksichtigt werden« Der genannte Winkel liegt üblicherweise zwischen 45 und 60°·

Nach dem neuerungsgemässen Vorschlag, wie er oben beschrieben wurde., ist es möglich, einen im Bereich zwischen dem höchsten Teil und den im Bereich des Felgenrandes liegenden Teilen aus» reichenden Sicherheitsfaktor zu erzielen. Bei einem Reifen mit nach den Seiten hin verfingerter Anzahl von Karkassenschiehten vermindert sich auch die lederkonstante des Reifens, so dass ein sieh beim Fahren weniger erwärmenä/Reifen geschaffen wird» der zusätzlich leichter als die bisher gebräuchlichen Reifen ist und der entsprechend wirtschaftlicher hergestellt werden kann.

BEISPIEL·

Ein Reifen von der G-rösse 7,0© **■ 14 und einem Verhältnis von Höhe zu Breite von 0,8, bei dem der G-ewebewinkel an der höchsten Stelle 56 "betrug, wurde in der Weise hergestellt, dass er im Bereich der höchsten Stelle bis zu den seitlichen sogenannten Schultern 4 Karkassenschiehten aufwies, dass von den Schultern bis zu den Zierlinien drei Schichten und von hier bis zum Wulst zwei Schichten eingearbeitet wurden. Bei dem hydraulischen Test, dem der Seifen unterworfen wurde, zerriß der Reifen etwas unterhalb der Zierlinie bei einem Druck von 16,5 kg/cm ψ Hieraus ergibt sich ein Sicherheitsfaktor von 10_β Die federkonstante verminderte sieh um 3 ~ 11 fo im Vergleich zu den herkömmlichen Reifen# Me verschiedenen Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle zusammengestellt·

druck herk.Reifem erfolgsg.Reifen

2.1 25,6 22,7 1.7 20,8 19,8 1·2 17,2 16,7

Das Gewicht des Reifens betrug 9,6 kg gegenüber einem Gewicht von 11,7 kg eines entsprechenden herkömmlichen Reifens, so daß eine Grewichtsminderung von etwa 18 '<%> erzielt wurde.

2·9	11
1.0	VJI
0.5	3

Claims

RA, 63 2 078 *-2.1ft 63 SOHÜO?ZAUSERUGH

1. Luftreifen aus Gummi mit Einlagen, dadurch gekennzeichnet, dass beilflachem Profil des Eeif ens, a.b.» bei einem Verhältnis von Karkassenhöhe zu -"breite von 0.95 "bis ©,6 die Anzahl der Einlagen in der Karkasse von dem unter der Lauffläche liegenden Teil zu den Seiten hin schrittweise entsprechend der in den Ii:.] Einlagen hervorgerufenen Beanspruehungen abnimmt·