DE2111939A1

DE2111939A1 - Luftreifen

Info

Publication number: DE2111939A1
Application number: DE19712111939
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Current assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Priority date: 1970-03-13
Filing date: 1971-03-12
Publication date: 1971-10-28
Also published as: GB1306576A; BE763924A; IL36407A0; AT313087B; YU34496B; ES196361Y; US3736974A; SU818471A3; FI49930C; DE2111939C2; CS150514B2; SE416788B; FR2082484A5; CA924225A; ES196361U; YU62171A; LU62776A1; CH534064A; NL141129B; ZA711645B

Description

Luftreifen

Die Erfindung "bezieht sich auf Verbesserungen an Luftreifen und betrifft insbesondere die Struktur der Reifenwulste und der in diesen angeordneten Wulstverstärkungen. Wenn die Erfindung auch bei verschiedenen Reifenarten Verwendung finden kann, so ist sie doch in erster Linie für Luftreifen des Radialtyps für schwere Lastfahrzeuge bestimmt, die ohne Schlauch in Verbindung mit Felgen benutzt werden können, deren WulBtsitze zur Felgenachse unter einem bestimmten Winkel, beispielsweise von 15°, geneigt sind.

Bekanntlich haben Luftreifen in jedem ihrer Wulste ein oder mehrere aus Stahldrähten bestehende Wulstdraht- kerne .. Biese WuIstverStärkungen haben die Aufgabe, die Wulste weitgehend undehnbar zu machen, damit der Reifen auf der Felge festgehalten wird. Weiterhin dienen die WulstverStärkungen zur Verankerung der Karkassenlagen.

109844/1007

Aus diesem Grunde verwendet man im allgemeinen in jeder Wulst eine einzige Verstärkung, wenn die Karkasse des Reifens aus einer einzigen Lage oder aus einer geringen Anzahl von Lagen besteht. Dagegen werden in jeder Wulst mehrere Verstärkungen vorgesehen, wenn sich die Karkasse aus einer großen Anzahl von Lagen zusammensetzt. Jede Wulstverstärkung dient dann zur Verankerung einer bestimmten Gruppe von Karkassenlagen. In der Regel finden zwei Arten von Wulstverstärkungen Verwendung, nämlich sog. verkabelte Verstärkungen und sog. gebündelte Verstärkungen.

Die verkabelten Verstärkungen bestehen

1, aus einer ringförmigen Seele aus einem einzigen Stahldraht, dessen Enden zur Bildung eines Ringes verschweißt sind,

2. aus einer die Seele umgebenden Schicht, die aus einem Stahldraht gefertigt ist, der derart schraubenförmig auf die Seele aufgewickelt ist, daß sich eine Mehrzahl von nebeneinanderliegenden Schraubenwindungen ergibt, die die Seele vollständig abdecken, wobei die beiden Drahtenden zusammengeschlossen sind und

3. gegebenenfalls aus weiteren Schichten, die wie die erste Schicht jeweils aus einem einzigen Draht aufgebaut sind, der um die Seele und um die bereits aufgelegte Schicht bzw. Schichten herumgewickelt ist. Die

109844/1007

verkabelten Wulstverstärkungen haben im wesentlichen einen kreisförmigen Querschnitt. Man kann sie mit einem eine geschlossene Schlinge bildenden Kabel vergleichen, jedoch mit dem Unterschied, daß jede Schicht aus einem einzigen durchlaufenden Draht und nicht aus einer Mehrzahl von Drähten besteht.

Zur Herstellung der gebündelten Verstärkungen dient ein Draht, der so gewickelt ist, daß er eine große Anzahl von im wesentlichen kreisförmigen Windungen bildet, die nebeneinanderliegen und die aufeinanderfolgenden Schichten bilden. Diese Wulstverstärkungen haben einen beliebigen, z. B. einen rechteckigen, einen parallelogrammförmigen, einen sechseckigen oder sonstigen Querschnitt. Man erhält solche Wulstverstärkungen, indem man den Draht im Innern einer Ringform von dem gewünschten Querschnitt wickelt.

Wie ersichtlich, sind bei den verkabelten Wulstverstärkungen die Windungen schraubenförmig und verflochten und sie ergeben einen kreisförmigen Querschnitt, während bei den gebündelten WulstverStärkungen die Windungen einfach nebeneinanderliegen und einen beliebigen Querschnitt ergeben. Diese unterschiedliche Struktur hat natürlich unterschiedliche Eigenschaften zur Folge.

Vor* allem sind die gebündelten verstärkungen wenig verformbar, doch setzen sie trotz ihrer Steifheit im Verhältnis zu dem Metallquer schnitt Zugkräften einen verhältnismäßig geringen Widerstand entgegen. Von einer

109844/1007

-4- 211193a

gewissen Größe des Metallquerschnitts ab wird der Widerstand gegenüber Zugkräften durch eine Vergrösserung der Windungszahl und des Metallquerschnittes praktisch nicht mehr erhöht. Im Gegensatz dazu sind verkabelte WulstverStärkungen entsprechend Metallkabeln biegsam. Trotz dieser Biegsamkeit zeigen die Verstärkungen jedoch ,bezogen auf den Metallquerschnitt ,einen weit besseren Widerstand gegenüber Zugkräften. Dieser Widerstand wächst außerdem mit dem Metallquerschnitt stets entsprechend an. Die Überlegenheit der verkabelten Wulstverstärkungen erklärt, daß diese für hochwertige Reifen, wie solche des Radialtyps, bevorzugt werden. Es gibt jedoch einen Pall, in welchem man bisher lieber eine gebündelte WulstverStärkung gewählt hat, Es handelt sich dabei um Reifen des Radialtyps, die als schlauchlose Reifen auf Felgen verwendet werden, deren Wulstsitze mit der Felgenachse unter einem Winkel von praktisch etwa 15° geneigt sind. In einem solchen Pail ist eine kräftige Verkeilung der Wulst und der Wulstver Stärkung auf der Felge erforderlich und bei den verkabelten Wulstverstärkungen besteht infolge ihrer Biegsamkeit die Gefahr, daß sich der Reifen unter bestimmten Umständen von der Felge löst. Die Verwendung von gebündelten Wulstverstärkungen hat in diesem Fall jedoch einen doppelten Nachteil. Der Widerstand der Verstärkung gegenüber Zugkräften ist, wie schon gesagt, begrenzt und die Steifheit der Wulstverstärkung verursacht in der Wulst auf der Höhe des Endes des zurückgeschlagenen Teiles der Earkassenlage ringförmige Risse.

Die Erfindung hat die Aufgabe, den Mängeln, die sowohl den gebündelten als auch den verkabelten Wulstverstärkungen anhaften, abzuhelfen und eine neue Art von Wulst-

1098U/1007

C I I

verstärkungen zu schaffen, die die Wulst, wenn auch nicht übermäßig, versteift, und deren Widerstand gegenüber Zugkräften durch Vergrößerung des Metallquerschnittes nach Wunsch erhöht, bei der keine Gefahr einer Ablösung des Reifens von der Felge besteht und die das Auftreten von ringförmigen Rissen in der Wulst in der Höhe des Endes des zurückgeschlagenen Teiles der Karkassenlage ausschließt, verringert oder verzögert.

Der Luftreifen gemäß der Erfindung, dessen Wulste nicht dehnbare "Verstärkungen aus Stahldraht enthalten, um die eine oder mehrere Karkassenlagenherumgeschlagen sind, kennzeichnet sich dadurch, daß ^j ede Wulst drei verkabelte Verstärkungen von kreisförmigem Querschnitt enthält, deren jede die beiden anderen tangiert und daß die Karkassenlage oder -lagen um die Gesamtheit aller drei Verstärkungen herumgeführt sind.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform tangieren in jeder Wulst die beiden dem Wulstfuß am nächsten liegenden Verstärkungen eine Fläche, die im wesentlichen zu der Fläche parallel verläuft, auf die der Wulstfuß sich abstützen soll. Wenn der Reifen auf einer Felge verwendet werden soll, deren Sitze zur Felgenachse um einen Winkel «von beispielsweise 15° geneigt sind, so tangieren die den Wulstfuß am nächsten liegenden Wulstverstärkungen einen Kegel, dessen halber Spitzenwinkel gleich«oder nahezu gleich α ist,und dessen

100044/1007

Aoh.se mit der Reifenaohae zusammenfällt. Soll der Reifen auf einerFüscbbetfc-Felge Verwendung finden, so tangieren die dem. WuIstfuß am nächsten liegenden Verstärkungen einen Zylinder, dessen Achse mit der Reifenachse zusammenfällt.

Die von den drei ringförmigen, sich zwei zu zwei berührenden Verstärkungen gebildete Struktur ist -verhältnismäßig unverformbar. In einem Radialschnitt bilden die drei Verstärkungen ein Dreieck und bekanntlich ist ein Dreieck eine unverformbare figur. Daraus folgt, daß drei in der angegebenen Weise angeordnete WuIstverStärkungen insgesamt steifer sind als die von den gleichen drei Verstärkungen ohne Dreiecksbildung oder von einer einzigen Wulstverstärkung oder von zwei Wulstverstärkungen mit der gleichen Metallmenge gebildete Struktur,

Die Parallelität des Wulstsitzes auf der felge und der Oberfläche der die Basis von den drei Wulstverstärkungen gebildeten Struktur begünstigt das Verkeilen der Wulst auf ihrem Sitz.

Die drei WulstverStärkungen können radiale Querschnitte von gleicher Fläche haben und aus den gleichen Elementen bestehen. Eine solche Ausführung ist jedoch nicht die günstigste, weil hier jede Verstärkung nicht in gleicher Weise arbeitet, üin den größten Widerstand gegenüber Zugkräften zu erzielen, ist es zweckmäßig, den Durchmesser jeder Verstärkung in dem Verhältnis zu bemessen, in welchem die Verstärkung zur festigkeit des

109844/1007

Ganzen beiträgt. Diese Erkenntnis führt dazu, WuIstverstärkungen von ungleichen Querschnitten zu verwenden.

Die Herstellung von Reifen nach der Erfindung bietet keine besonderen Schwierigkeiten. Die drei verkabelten Wulstverstärkungen werden in üblicher Weise hergestellt, so wie dies oben beschrieben wurde, wobei für jede der Verstärkungen geeignete Abmessungen (Querschnittsdurchmesser, Abwicklung der Verstärkung) gewählt werden. Die drei Wulstverstärkungen werden dann unter Zuhilfenahme geeigneter Mittel (Ringe, Aufwicklung eines Drahtes, eines Bandeisens, eines Streifens in schraubenform, Ankleben mittels eines Klebmittels insbesondere mit Hilfe von Kautschuk etc.) so zusammengestellt, daß sie während der Konfektionierung des Reifens die gewünschte geometrische Gestalt beibehalten. Diese Befestigungsmittel verbleiben im fertigen Reifen, haben dabei jedoch keine irgendwie geartete Aufgabe zu erfüllen, nachdem die Wulstverstärkungen von Kautschuk umgeben, von der oder den Karkassenlagen umschlungen und in die Wulste eingebettet sind.

Gemäß einer anderen Ausführungsform könnte eine oder mehrere der drei Wulstverstärkungen gemäß der Erfindung vor- dem in Stellungbringen mit einer Kautschukschicht überzogen werden. Es ist jedoch vorteilhafter, wenn die Wulstverstärkungen sich mit ihren Metalldrähten berühren.

109844/1007

Es ist auch möglich., mehr als drei verkabelte Wulstverstärkungen zusammenzufassen. Indessen ist ein Vorteil einer solchen Anordnung im voraus nicht erkennbar.

Umgekehrt könnte auch eine Gruppe von zwei Wulstverstärkungen Verwendung finden, die einander berühren und eine zum Wulstsitz parallel kegelige Fläche tangieren. In diesem Fall könnte die dritte Wulstver- ψ Stärkung durch einen Ring oder einen ringförmigen ■ Strang,vorzugsweise aus starrem Material,wie z. B. Hartkautschuk oder Kunststoff oder dergleichen, ersetzt werden. Diese abgeänderte Ausführungsform weist jedoch nur einen Teil der Vorteile der vorliegenden Erfindung auf.

Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigt die Zeichnung, und zwar sind:

Fig. 1, 2 und 3 je ein Radialschnitt durch die Wulst

eines Luftreifens nach der Erfindung,

Fig. 4 eine schaubildliohe Ansicht einer verkabelten WuIstverStärkung, wie sie bei den Ausführungsformen nach den Fig. bis 3 Verwendung findet, wobei einzelne Teile weggenommen sind und

Fig. 5 in kleinerem Maßstab ein Radialschnitt

1 007

durch, einen auf einem Rad montierten Reifen gemäß der Erfindung.

In den Pig. 1 Ms 3 ist die Wulst 1 eines Reifens mit den Abmessungen 1.1 χ 22,5 dargestellt. Der Reifen hat eine Karkassenlage 2, deren Drähte radial verlaufen und sich einerseits bei'4 in die Seitenwand des Reifens erstrecken und andererseits in der Wulst bei 5 enden. Die Wulst enthält außerdem eine Versteifungseinlage 6. Der Wulstfuß 7 hat zu der Reifenachse XX¹ einen schrägen Verlauf.

Die Wulst enthält eine Gruppe von drei verkabelten Verstärkungen 10, 11, 12, von denen jede jeweils zwei andere berührt. Die dem Wulstfuß am nächsten liegenden Verstärkungen 1O und 11 berühren eine Kegelfläche, deren Verlauf durch die Linie LL¹ kenntlich, gemacht ist. Der von den Linien LL¹.und XX· eingeschlossene Winkel (X. beträgt etwa 15°.

Gemäß S¹Ig. 1 haben die drei WuIstverStärkungen den gleichen Aufbau. Sie enthalten eine Seele aus weichem Stahl, die aus einem Draht 20 von 2,15 mm Durchmesser besteht. Ferner eine erste Lage aus acht Drähten 21 von 1,3 nun Durchmesser und eine zweite Lage von zwölf Drähten 22 von 1,55 mm Durchmesser.

Die inneren Abwicklungen der drei Verstärkungen 10,

109844/1007

11 und 12 (d. h. die Umfange der innen berührenden Zylinder) betragen 1.788 bzw. 1S01 bzw. 1.836 mm, während der Durchmesser jeder Verstärkung etwa 8 mm "beträgt.

Pig. 4 zeigt die gegenseitige Anordnung der Seele 20 und der Drähte 21 und 22. Wie schon angegeben, ist jeder der acht Drähte 21 und der zwölf Drähte 22 in Wirklichkeit ein Teil ein und desselben durchlaufenden Drahtes, dessen Enden bei 24 bzw. bei 25 mittels einer aufgesetzten Hülse verbunden sind.

]?ig. 2 zeigt eine etwas abgeänderte Anordnung der verkabelten Wulstverstärkungen 10, 11 und 12. Dis Verstärkung 10 hat einen Durchmesser von 10,2 mm. Die Verstärkungen 11 und 12 haben gleichen Aufbau und einen Durchmesser von 6,1 mm.

Die Verstärkung 10 hat eine Seele.20 von 2,15 mm Durchmesser und drei lagen von acht bzw. vierzehn bzw. neunzehn Drähten 21 mit einem Durchmesser ύοώ. 1,3 mm. -

Die Verstärkungen 11 und 12 haben eine Seele 30 von 3 mm und eine lage von neun Drähten 31 von 1,5 mm Durchmesser. Die inneren Abwicklungen der drei Wulstverstärkungen 10, 11 und 12 haben noch immer die Abmessungen von 1.788 bzw. 1.801 bzw. .1.836 mm.

109844/1007

Die Pig. 3 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher die verkabelten Wulstverstärkungen 10, 11 und 12 drei verschiedene Querschnitte haben. Die Verstärkung 10 hat eine Seele 35 von 3 mm Durchmesser und drei lagen von Drähten 36 von 1,55 mm Durchmesser. Die Anzahl der Drähte in den aufeinanderfolgenden Lagen beträgt acht, vierzehn und zwanzig. Der Durchmesser der Verstärkung beträgt 12,1 mm.

Die Verstärkung 11 besteht aus einer Seele 37 von 2,15 mm und einer lage von acht Drähten 38 von 1,3 mm. Der Durchmesser dieser Verstärkung beträgt 4,8 mm.

Die Verstärkung 12 setzt sich aus einer Seele 39 von 1,5 mm Durehmesser und einer Lage von sieben Drähten 40 von 1 mm zusammen. Ihr Durchmesser beträgt 3,5 mm.

Die inneren Abwicklungen der drei WulstverStärkungen 10, 11 und 12 haben Abmessungen von 1.788 bzw. 1.801 bzw. 1.830 mm.

Die vorstehend beschriebenen drei Ausführungsbeispiele weisen alle eine Gruppe von drei Wulstverstärkungen auf, die alle nahezu die gleiche Metallmenge enthalten. Diese Metallmenge ist 22 56 kleiner als diejenige, welche sich bei gebündelten Wulstverstärkungen ergibt.

Trotz dieser beträchtlichen Gewichtsverminderung hat die Ausführung nach Fig. 2 eine Bruchfestigkeit, die derjenigen

109844/1007

der gebündelten Wulstver3tärkungen entspricht. Die Ausfülirungsformen nach den Fig. 1 und 3 haben dagegen eine Bruchfestigkeit, die trotz einer Verringerung der Metallmenge von über 20 fi um etwa 10 $ geringer ist.

Luftreifen für schwere Lastfahrzeuge mit den Abmessungen 11 χ 22,5 XT, die in ihren Wulsten verkabelte Wulstverstärkungen in Dreiecksanordnung gemäß den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielenenthalten und die auf Felgen mit Wulstsitzen montiert sind, die um 15° geneigt sind, haben zahlreiche Vorteile. Sie haben auf ihren Felgen einen besseren Sitz als Luftreifen mit gebündelten Wulstverstärkungen oder einer einzigen verkabelten WuIstverStärkung. Kreisförmige Risse auf der Höhe der zurückgeschlagenen Karkassenteile treten nicht auf. Eine verkabelte Wulstverstärkung in Dreiecksanordnung stellt einen ausgezeichneten Kompromiß zwischen Steifigkeit und Beweglichkeit dar.

Ein Luftreifen 50, dessen Wulste 1 der Erfindung entsprechen, ist in Fig. 5 dargestellt. Der Reifen ist auf einem Rad montiert, dessen Felge 51 zwei Sitze 52 hat," die zu der durch die Linie XX¹ dargestellten Radachse um einen WinkelOCvon 15° geneigt sind.

1098U/ 1007

Claims

Patentansprüche

luftreifen, dessen Wulste nicht dehnbare Ver-Stärkungen aus Stahldraht enthalten, um die eine oder mehrere Karkassenlagen herumgeschlagen sind, dadurch gekennzeichnet, daß jede Wulst drei verkabelte Verstärkungen von kreisförmigem Querschnitt enthält, deren 3'ede die beiden anderen tangiert und daß die Karkassenlage oder -lagen um die Gesamtheit aller drei Verstärkungen herumgeführt sind -
2. Luftreifen, dessen Wulste nicht dehnbare Verstärkungen aus Stahldraht enthalten, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Wulst wenigstens zwei Verstärkungen hat, die einander in der Nähe des Wulstfußes tangieren und weiterhin eine Fläche berühren, die im wesentlichen zu der Fläche parallel verläuft, auf die der Wulstfuß sich abstützen soll.

109844/1007
3. Luftreifen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden dem Wulstfuß benachbarten V/ul stver Stärkungen einen Kegel tangieren, dessen Achse mit der Reifenachse zusammenfällt und dessen halber Spitzenwinkel etwa 15° beträgt.
4. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede V/ulst drei Verstärkungen von gleichem Aufbau und gleichem Quer schnitt enthält.
5· Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei der V/ul stver Stärkungen einen gleichen Aufbau und einen gleichen Querschnitt haben, während der Querschnitt einer dritten Verstärkung größer ist.
6. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Wulst drei Verstärkungen von ungleichem Aufbau und Querschnitt enthält.
7. Luftreifen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede Wulstverstärkung einen solchen Aufbau und einen solchen Querschnitt hat, daß die von ihr aufgenommene Beanspruchung ihrem Querschnitt proportional ist.

109344/1007
8. Luftreifen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Wulst zwei Verstärkungen enthält, während die dritte durch einen Ring oder einen ringförmigen Strang... ersetzt ist, der die Verstärkungen tangiert und vorzugsweise aus starrem Material wie z. B. Hartkautschuk oder Kunststoff besteht.

109844/100

Leerseite