DE2111939C2 - Schlauchloser Luftreifen mit radialer Karkasse - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen schlauchlosen Luftreifen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein aus der US-PS 29 92 671 bekannter Luftreifen dieser Art, jedoch mit Kreuzkarkasse, enthält drei in einer Reihe nebeneinanderliegende gebündelte Wulstkerne von parallelogrammförmigem Querschnitt Man erhält solche Wulstverstärkungen, indem man einen Draht im Innern einer Ringform mit dem gewünschten Querschnitt wickelt, so daß er eine große Anzahl von im wesentlichen kreisförmigen Windungen bildet, die in aufeinanderfolgenden Schichten parallel nebeneinanderliegen. Ein Vorteil der gebündelten Wulstkerne besteht darin, daß man ihnen jeden gewünschten Querschnitt erteilen kann. Sie sind wenig verformbar, doch setzen sie trotz ihrer Steifigkeit im Verhältnis zu dem Metallquerschnitt Zugkräften einen verhältnismäßig geringen Widerstand entgegen. Von einer gewissen Größe des Metallquerschnitts ab wird der Widerstand gegenüber Zugkräften durch eine Vergrößerung der Windungszahl und des Metallquerschnitts praktisch nicht mehr erhöht Im Gegensatz dazu sind Litzen-Wulstkerne entsprechend Metalldrahtlitzen biegsam. Trotz dieser Biegsamkeit zeigen die Wulstkerne jedoch, bezogen auf den Metallquerschnitt, einen weit besseren Widerstand gegenüber Zugkräften. Dieser Widerstand wächst außerdem mit dem Metallquerschnitt stetig an. Diese Überlegenheit der Litzen-Wulstkerne erklärt, warum sie für hochwertige Reifen, insbesondere für Radialreifen, bevorzugt werden. Es gibt jedoch einen Fall, in welchem man auch bei Radialreifen bisher Heber gebündelte Wulstkerne gewählt hat. Es handelt sich dabei um schlauchlose Radialreifen, insbesondere für schwere Lastfahrzeuge, die auf Steilschulterfelgen verwendet werden, deren Wulstsitze also gegen die ·> Radachse unter einem Winkel geneigt sind, der gewöhnlich etwa 15° beträgt In einem solchen Fall ist eine kräftige Verkeilung des Wulstes auf der Felge erforderlich, und diese Verkeilung muß unter allen im Betrieb vorkommenden Belastungen aufrechterhalten werden. Bei Kreuzkarkassenreifen bietet dies keine Schwierigkeit weil deren Wulste wegen der großen Steifigkeit der Reifenseitenwände nur gering auf Torsion beansprucht werden. Bei Radialreifen werden dagegen die Reifenseitenwände unter Belastung sehr

ι ä deformiert, wodurch die Reifenwulste starken Torsionsbeanspruchungen ausgesetzt sind. Bei Verwendung von Litzen-Wulstkernen besteht infolge ihrer Biegsamkeit unter diesen Umständen die Gefahr, daß sich der Reifen von der Steilschulterfelge löst Die Verwendung von gebündelten Wulstkernen verringert diese Gefahr infolge deren größerer Steifheit Man nimmt dafür gewisse Nachteile der gebündelten Wulstkerne in Kauf, nämlich einerseits die bereits erwähnte geringere Zugfestigkeit bei gegebenem Metallquerschnitt, und andererseits das Auftreten von ringförmigen Rissen, die wegen der Steifheit der Wulstkerne In dem Wulst auf der Höhe des Endes des zurückgeschlagenen Teils der

Karkassenlage verursacht werden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen

schlauchlosen Luftreifen mit radialer Karkasse für schwere Lastfahrzeuge mit Steilschulterfelgen zu schaffen, dessen Wulstkerne die Vorteile der Litzen-Wulstkerne aufweisen und den auf die Wulste ausgeübten Torsionsbeanspruchungen den gleichen Widerstand entgegensetzen wie gebündelte Wulstkerne und bei dem zugleich die Gefahr des Auftretens von ringförmigen Rissen in dem Wulst verringert wird.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

■to Bei dem Luftreifen nach der Erfindung bestehen die drei Wulstkerne aus Metalldrahtlitzen, und sie weisen daher die diesen eigene Biegsamkeit und Zugfestigkeit auf. Durch die angegebene Anordnung im Dreiecksverband wird dennoch eine Torsionsfestigkeit der Wulstverstärkung erhalten, die derjenigen von gebündelten Wulstkernen gleichkommt. Dies beruht auf der gegenseitigen Abstützung der sich mit ihren Metalldrähten berührenden unummantelten Wulstkerne, die insbesondere einer Durchmesservergrößerung der Wulstkerne bei einer aufdrehenden Torsionsbelastung entgegenwirkt Es hat sich ferner gezeigt, daß die angegebene Ausbildung der Wulstverstärkung die Gefahr des Auftretens von ringförmigen Rissen in dem Wulst auf der Höhe des Endes des zurückgeschlagenen Teils der

Karkassenlage wesentlich verringert

Eine aus Fig. 5 der FR-PS 14 65 556 bekannte, insbesondere für Fahrradreifen bestimmte Wulstverstärkung mit drei im Dreiecksverband angeordneten Wulstkernen kann diese Wirkung schon deshalb nicht

&° ergeben, weil die Wulstkerne keine Litzen sind. Auch ein in der US-PS 16 86 155 beschriebener Wulstkern mit drei Windungen, die durch Überkreuzen und Zusammenlegen eines einzigen Ringes dreifacher Länge gebildet werden, wäre zur Lösung der oben angegebenen Aufgabe nicht geeignet, weil die gegenseitige Lage der drei Windungen nicht definiert ist und entlang dem Wulstkern wechselt Schließlich sind auch die beispielsweise aus der DE-AS 10 51 144, der französischen

Zusatzpatentsehrift 79 2] 7 und der US-PS 1147 032 bekannten Wulstverstarkungen mit mehreren Wulstkernen, die einzeln von Karkassenlagen umschlungen sind, für die Lösung der Aufgabe nicht geeignet, selbst wenn die Wulstkerne im Dreieck angeordnet sind, weil s sich die Wulstkerne nicht unmittelbar berühren, sondern durch die Karkassenlagen voneinander getrennt sind.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt Es zeigt

Fig. 1 einen Radialschnitt durch den Wulst einer ersten Ausführungsform des Luftreifens nach der Erfindung,

Fig.2 einen Radialschnitt durch den Wulst einer zweiten Ausführungsform des Luftreifens nach der Erfindung,

Fig.3 einen Radialschnitt durch den Wulst einer dritten Ausführungsform des Luftreifens nach der Erfindung,

Fig.4 eine schaubildliche Ansicht eines Litzen-Wulstkerns, wie er bei den Ausführungsformen nach den F i g. 1 bis 3 Verwendung findet, wobei Teile entfernt sind, und

Fig.5 in kleinerem Maßstab einen Radialschnitt durch einen auf einem Rad montierten Luftreifen nach der Erfindung.

In den F i g. 1 bis 3 ist der Wulst 1 eines Reifens mit den Abmessungen 11 - 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 dem Wulst bei 5 enden, jo Der Wulst enthält außerdem eine Versteifungseinlage 6. Der Wulstfuß 7 hat zu der Reifenachse XX' einen schrägen Verlauf.

Der Wulst enthält eine Gruppe von drei Litzen-Wulstkernen 10, 11, 12, von denen jeder jeweils die beiden anderen berührt Die dem Wulstfuß an nächsten liegenden Wulstkerne 10 und 11 tangieren eine Kegelfläcjie, deren Verlauf durch die Linie LZ/kenntlich gemacht' ist Der von den Linien LL' und XX' eingeschlossene Winkel α beträgt etwa 15°.

Gemäß Fig. 1 haben die drei Wulstkerne 10, 11, 12 den gleichen Aufbau. Jeder Wulstkern enthält eine Seele, die aus einem Draht 20 aus weichem Stahl von 2,15 mm Durchmesser besteht, ferner eine erste Lage aus acht Drähten 21 von 13 mm Durchmesser und eine zweite Lage aus zwölf Drähten 22 von 1,55 mm Durchmesser.

Die inneren Abwicklungen der drei Wulstkerne 10,11 und 12 (d.h. die Umfange der die Wulstkerne innen berührenden Zylinder) betragen 1788, 1801 bzw. 1836 mm. Der Durchmesser jedes Wulstkernes beträgt etwa 8 mm.

F i g. 4 zeigt die gegenseitige Anordnung der Seele 20 und der Drähte 21 und 22. Jeder der acht Drähte 21 und jeder der zwölf Drähte 22 ist in Wirklichkeit ein Teil ein und desselben durchlaufenden Drahtes, dessen Enden bei 24 bzw. bei 23 mittels einer aufgesetzten Hülse verbunden sind.

Fi g. 2 zeigt eine etwas abgeänderte Anordnung der Litzen-Wulstkerne 10, Jl und 12, Der Wulstkern 10 hat eo einen Durchmesser von 10,2 mm. Die Wulstkerne U und 12 haben gleichen Aufbau und einen Durchmesser von 6,1 mm.

Der Wulstkern 10 hat eine Seele 20 von 2,15 mm Durchmesser und drei Lagen von acht, vierzehn bzw. neunzehn Drähten 21 mit einem Durchmesser von 13 mm.

Die Wulstkerne Il und 12 haben eine Seele 30 von 3 mm und eine Lage aus neun Drähten 31 von 1,5 mm Durchmesser. Die inneren Abwicklungen der drei Wulstkerne 10, 11 und 12 haben wiederum die Abmessungen von 1788,1801 bzw. 1836 mm.

F i g. 3 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher die Litzen-Wulstkerne 10, 11 und 12 drei verschiedene Querschnitte haben. Der Wulstkern 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 des Wulstkerns 10 beträgt 12,1 mm.

Der Wulstkern 11 besteht aus dner Seele 37 von 2,15 mm Durchmesser und einer Lage aus acht Drähten 38 von 1,3 mm Durchmesser. Der Durchmesser des Wulstkerns 11 beträgt 4,8 mm.

Der Wulstkern 12 setzt sich aus einer Seele 39 von 1,5 mm Durchmesser und einer Lage aus sieben Drähten 40 von 1 mm Durchmesser zusammen. Der Durchmesser des Wulstkerns 12 beträgt 3,5 mm.

Die inneren Abwicklungen der drei Wulstkerne 10,11 und 12 haben wieder die Abmessungen von 1788, 1801 bzw. 1830 mm.

Die vorstehend beschriebenen drei Ausführungsbeispiele weisen alle eine Gruppe von drei Wulstkernen auf, und alle Gruppen enthalten nahezu die gleiche Metallmenge. Diese Metallmenge ist um 22% kleiner als diejenige einer gebündelten Wulstverstärkung.

Trotz dieser beträchtlichen Gewichtsverminderung hat die Ausführung nach F i g. 2 eine Bruchfestigkeit, die derjenigen der gebündelten Wulstverstärkungen entspricht Die Ausführungsformen nach den Fig. 1 und 3 haben dagegen eine Bruchfestigkeit, die trotz einer Verringerung der Metallmenge um über 20% nur um etwa 10% geringer ist

Luftreifen für schwere Lastfahrzeuge mit den Abmessungen 11 · 22,5 XT, die in ihren Wulsten Litzen-Wulstkerne in Dreiecksanordnung gemäß den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen enthalten und die auf Felgen mit Wulstsitzen montiert sind, die um 15° geneigt sind, haben auf ihren Felgen einen besseren Sitz als Luftreifen mit gebündelten Wulstkernen oder mit einem einzigen Litzen-Wulstkern. Kreisförmige Risse auf der Höhe der zurückgeschlagenen Karkassenteile treten nicht auf. Eine Wn'sfverstärkung mit drei Litzen-Wulstkernen in Dreiecksanordnung stellt einen ausgezeichneten Kompromiß zwischen Steifigkeit und Beweglichkeit dar.

Ein Luftreifen 50, dessen Wulste 1 den beschriebenen Ausführungsbeispielen entsprechen, ist in F i g. 5 dargestellt Der Reifen ist auf einem Rad montiert, dessen Felge 51 zwei W jlstsitze 52 hat, die zu der zur Radachse parallelen Linie AX'um einen Winkel« von 15° geneigt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche;

1. Schlauchloser Luftreifen mit radialer Karkasse für schwere Lastfahrzeuge mit Steilschulterfelge^ dessen Wulste eine oder mehrere Karkassenlagen und eine Gruppe von drei einzelnen Wulstkernen enthalten, um die die Karkassenlage oder deren Mehrzahl gemeinsam herumgeschlagen ist und ,deren dem WulstfuB zugekehrte gemeinsame Tangentialfläche im wesentlichen parallel zum Wulstsitz der Steilschulterfelge verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Wulstkerne (10, 11, 12) aus unummantelten Metalldrahtlitzen bestehen, die in einem Dreiecksverband mit zwei die gemeinsame Tangentialfläche tangierenden inneren Wulstkernen (10,11) und einem äußeren Wulstkern (12) so angeordnet sind, daß sie sich mit ihren Metalldrähten berühren.

2. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Wulstkerne (10, 11, 12) den gleichen Aufbau und gleichen Querschnitt haben (Fig. I).

3. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Wulstkerne (11,12) den gleichen Aufbau und gleichen Querschnitt haben und daß der dritte Wulstkern (10) einen größeren Querschnitt hat (F ig-2).

4. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Wulstkerne (10, 11, 12) verschiedene Querschnitte haben (F i g. 3).

5. Luftreifen nach Anspruchs dadurch gekennzeichnet, daß der Qusrschnii¹ jedes Wulstkerns (10, 11, 12) der vom Wulstkern aufgenommenen Beanspruchung proportional ir".