DE19709160A1 - Gürtelreifen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugreifen in Gürtelbauweise, mit einer durch einen Reifeninnendruck gespannten Karkasse mit zwei in je einen Schulterbereich übergehenden Seitenwänden, und mit einem die Karkasse umgebenden, mit dieser verbundenen Lauf­ streifen mit einem eingelegten Verstärkungsgürtel.

Solche Fahrzeugreifen, die auch kurz als Gürtelreifen bezeichnet werden, haben üblicherweise einen Unterbau der Karkasse mit eingelegten Draht- oder Gewebelagen, wobei die Fäden der Lagen des Gewebeunterbaus mit der Umfangsmittellinie des Reifens einen Winkel zwischen etwa 85° und 90° einschließen. Gürtelreifen werden daher häufig auch als "Radialreifen" bezeichnet. Im Rah­ men der vorliegenden Anmeldung sollen unter dem Ausdruck "Gür­ telreifen" jedoch auch solche Reifen verstanden werden, bei denen ein Reifen mit einer herkömmlichen Karkasse in Diagonal­ bauweise einen mit dieser verbundenen Laufstreifen mit einem zusätzlichen eingelegten Verstärkungsgürtel aufweist.

Bei Gürtelreifen versteift der umlaufende, nur geringfügig dehn­ bare Gürtel die Lauffläche und verspannt den Unterbau des Rei­ fens. Als Folge der steiferen Lauffläche - verglichen mit reinen Diagonalreifen - wird das Profil beim Abrollvorgang weniger eingedrückt, was sich vorteilhaft auf die Lebensdauer auswirkt.

Verschiedene Belastungszustände können jedoch immer noch dazu führen, daß der Laufstreifen mit dem eingelegten Verstärkungs­ gürtel ungünstig verformt wird, so daß Abrollverhalten und ins­ besondere Verschleißverhalten negativ beeinflußt werden.

Dieses Problem stellt sich insbesondere bei Nutzfahrzeugen und insbesondere schweren Lastkraftwagen, bei denen das Gewichts­ verhältnis zwischen beladenem und unbeladenem Zustand wesentlich größer ist als bei Personenkraftwagen.

Um unterschiedliche Belastungszustände und u. U. auch ein dynami­ sches Wachstum des Reifens bei hohen Geschwindigkeiten aus zu­ gleichen, ist es erforderlich, den Luftdruck der Reifen anzupas­ sen.

Andernfalls kann es beispielsweise dazu kommen, daß sich in unbeladenem Zustand die Laufstreifen von Reifen, deren Innen­ druck auf den beladenen Zustand angepaßt ist, konvex verformen, so daß die Bodenaufstandsfläche des Reifens verringert wird und demgemäß in der Mitte des Reifens ein höherer Bodendruck und damit größerer Verschleiß gegeben ist.

Die bisher bekannte Abhilfe gegen solche Erscheinungen ist le­ diglich eine korrekte Einstellung des dem jeweiligen Beladungs­ zustand und der geplanten Geschwindigkeit angepaßten Luftdruckes des Reifens. Eine solche Anpassung wird jedoch vom verantwortli­ chen Fahrzeugführer häufig aus Bequemlichkeitsgründen unterlas­ sen. Lediglich im militärischen Bereich sind Luftdruckkontroll­ einrichtungen bekannt, die am sich drehenden Rad betätigt werden können. Wegen sich drehender Dichtungen sind solche Vorrichtun­ gen aufwendig und teuer und haben daher im zivilen Kraftfahr­ wesen keine Verbreitung gefunden.

Darüber hinaus werden auch mit korrekt eingestelltem Luftdruck des jeweiligen Reifens Effekte nicht vermieden, bei denen auf­ grund von Vertikalschwingungen des Schwerpunktes des Fahrzeuges Bodenaufstandsfläche und Bodendruckverteilung im jeweiligen Rei­ fenlatsch ungünstig beeinflußt werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Gürtelrei­ fen zu schaffen, bei dem eine gleichmäßige Bodenaufstandsfläche und eine gleichmäßige Bodendruckverteilung bei unterschiedlichen Innendrücken und Beladungszuständen gewährleistet sind.

Die Lösung der Aufgabe ist bei einem gattungsgemäßen Fahrzeug­ reifen dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenbereiche des Lauf­ streifens über den Schulterbereich der Seitenwände der Karkasse hinaus auskragen, ohne mit der Karkasse verbunden zu sein.

Bevorzugt kann vorgesehen sein, daß auch der eingelegte Verstär­ kungsgürtel eine Breite aufweist, die größer ist als der Abstand der beidseitigen Übergänge von Schulterbereich und Laufstreifen.

Die beiden auskragenden Bereiche des Laufstreifens bilden dabei radial nach innen gerichtete Anlageflächen für die unter Bela­ stung aus federnden Schulterbereiche der Seitenwände der Karkas­ se. Bei konstantem Luftdruck und höherer Beladung beispielsweise wird die sich ergebende Verformung der Karkasse nicht auf den Laufstreifen übertragen, sondern führt zu einem Abrollen der Schulterbereiche der Seitenwände auf den nach innen gerichteten Anlageflächen, die durch die überkragenden Bereiche des Lauf­ streifens geschaffen werden.

Die Anlageflächen können im wesentlichen eben, d. h. zylinder­ abschnittsförmig sein, oder können einen gekrümmten Querschnitt aufweisen, der vorzugsweise dem Abrollverhalten der Schulterbe­ reiche der Karkasse angepaßt sind.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Gürtelreifen, und

Fig. 2 eine schematische Simulation des Abrollverhaltens der Seitenwände der Karkasse auf den Anlageflä­ chen des Laufstreifens mit Hilfe der FEM.

Fig. 1 zeigt einen Gürtelreifen 10 mit einer Karkasse 12, die auf einer in Fig. 1 nicht dargestellten Felge mit Wülsten 13 _L und 13 _R dichtend aufliegt und durch einen Reifeninnendruck ge­ spannt wird.

Die Karkasse weist zwei Seitenwände 14 _L und 14 _R auf, die in Schulterbereiche 16 _L und 16 _R übergehen. In der Karkasse 12 sind Gewebelagen 18 _L und 18 _R angeordnet, deren Fadenwinkel nahezu rechtwinklig zur Umfangsmittellinie des Reifens verläuft.

Ein Laufstreifen 20 umgibt die Karkasse 12 und weist in seiner nach außen gerichteten Lauffläche die üblichen Profilierungen 22 auf. In den Laufstreifen 20 eingelegt ist der aus mehreren Gewe­ belagen mit sich kreuzenden Fadenlagen bestehende Verstärkungs­ gürtel.

Die Seitenbereiche 26 _L und 26 _R des Reifens kragen über die Schul­ terbereiche 16 _L und 16 _R der Karkasse 12 hinaus.

Die Breite B des eingelegten Verstärkungsgürtels 24 ist größer als der Abstand s der Übergänge der jeweiligen Schulterbereiche in den Laufstreifen.

Fig. 2 zeigt eine Modellrechnung und Darstellung mit Hilfe der Methode der finiten Elemente (FEM). Dabei zeigt die Darstellung eine hell angelegte Simulation im Vergleich zu einer dunkel angelegten Simulation. Die helle Darstellung zeigt den gering belasteten Reifen bei einem gegebenen Innendruck, während die dunkle Darstellung den stark belasteten Reifen bei gleichem Innendruck zeigt. Wie die Darstellung gemäß Figur zeigt, bleibt die äußere Form des Laufstreifens 20 trotz starker Einfederung der Karkasse 12 im wesentlichen unbeeinflußt, da die Schulterbe­ reiche 16 auf Anlageflächen 28 abrollen können, ohne den Lauf­ streifen 20 zu verformen.

Wie Fig. 1 zeigt, sind alternative Ausführungsformen für die Querschnittsform der Anlageflächen denkbar. Die in Fig. 1 bei­ spielhaft dargestellte Anlagefläche 28 _R weist einen gekrümmten Querschnitt auf, der dem Abrollverhalten des Schulterbereichs 16 _R Rechnung trägt.

Im Gegensatz hierzu ist die Anlagefläche 28 _L im wesentlichen - bis auf eine abgerundete Kante - eben, d. h. die gesamte Anlage­ fläche ist im wesentlichen zylinderabschnittsförmig.

Claims (5)

1. Fahrzeugreifen (10) in Gürtelbauweise, mit einer durch einen Reifeninnendruck gespannten Karkasse (12) mit zwei in je einen Schulterbereich (16 _L, 16 _R) übergehenden Seitenwän­ den (14 _L, 14 _R), und mit einem die Karkasse umgebenden, mit dieser verbundenen Laufstreifen mit einem eingelegten Ver­ stärkungsgürtel (24), dadurch gekennzeichnet, daß die Sei­ tenbereiche (26 _L, 26 _R) des Laufstreifens (20) über den Schulterbereich (16 _L, 16 _R) der Seitenwände der Karkasse hin­ aus auskragen, ohne mit der Karkasse (12) verbunden zu sein.

2. Fahrzeugreifen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der eingelegte Verstärkungsgürtel (24) ein Breite (B) auf­ weist, die größer ist als der Abstand (s) der beidseitigen Übergänge von Schulterbereich (16 _L, 16 _R) und Laufstreifen (20).

3. Fahrzeugreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die beiden auskragenden Bereiche (26 _L, 26 _R) des Laufstreifens radial nach innen gerichtete Anlageflächen (28 _L, 28 _R) für die unter Belastung ausfedern­ den Schulterbereiche (16 _L, 16 _R) der Seitenwände (14 _L, 14 _R) der Karkasse (12) bilden.

4. Fahrzeugreifen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlageflächen (28 _L) im wesentlichen eben (zylinderab­ schnittsförmig) sind.

5. Fahrzeugreifen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlageflächen (28 _R) einen gekrümmten Querschnitt auf­ weisen.