DE2204746A1

DE2204746A1 - Schlauchloser fahrzeugluftreifen

Info

Publication number: DE2204746A1
Application number: DE2204746A
Authority: DE
Inventors: Marcel Jean Dr Bertrand
Original assignee: Uniroyal AG
Current assignee: Uniroyal AG
Priority date: 1972-02-01
Filing date: 1972-02-01
Publication date: 1973-08-09
Also published as: CA983830A; US3861442A

Description

Schlauchloser !Fahrzeugluftreifen

Die Erfindung betrifft einen schlauchlosen Fahrzeugluftreifen mit einer Radialkarkasse und Wülsten mit nicht dehnbaren, ringförmigen Wulstkernen aus mehreren Drahtlagen, deren Gesamtquerschnitt von der Kreis- oder Rechteckform abweicht und eine parallel zu der zur Radialachse geneigten Felgenschulter verlaufende Begrenzung aufweist.

Um bei schlauchlosen Fahrzeugluftreifen einen zuverlässigen Sitz der Wülste der Reifen auf den Felgenschultern zu gewährleisten, sind die Felgenschultern von Felgen für derartige schlauchlose Fahrzeugluftreifen unter einem geringen Winkel von ungefähr 15° zur Radachse nach innen geneigt. Dadurch wird von dem Überdruck im Reifen eine radiale Kraftkomponente auf die Wulstzehen wirksam, welche die Wülste fest auf die Felgenschultern drückt. Trotz dieser Neigung kommt es vor, daß die Wülste trotz dieser Anordnung, z.B. unter der Einwirkung äußerer Kräfte, von den Felgenschultern sich so weit lösen, daß die Reifenluft mehr oder weniger schlagartig entweicht, was katastrophale Folgen für Fahrzeug und Insassen zur Folge haben kann. Insbesondere sind

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die Radialreifen gegenüber diesen Erscheinungen besonders empfindlich, da diese Reifen sehr biegeweiche Reifenseitenwände aufweisen, insbesondere dann, wenn deren Karkasse nur eine einzige Lage aus Verstärkungskord aufweist. Die Biegeweichheit der Reifenseitenwand kann Mcht zu einer Verdrehung des Reifenwulstes nach außen und damit zu einer Abhebung der Wulstzehe von der Felgenschulter führen, so daß der im Inneren des Reifens wirksame Druck auf die normalerweise an der Felgenschulter anliegenden Fläche des Wulstes angreifen und das Abheben des Wulstes von der Felgenschulter herbeiführen kann.

Man ist daher bemüht, den Wulst so auszubilden, daß er gegen Verdrehen seines Querschnittes bzw. gegen Abheben der Wulstzehe einen erhöhten Widerstand entgegensetzt. So zeigt die deutsche Gebrauchsmusterschrift 1805 478 den Wulst eines schlauchlosen Lastkraftwagenreifens, dessen Wulstkern aus mehreren Lagen von Drähten besteht, die so gewickelt sind, daß der Wulstkern einen Querschnitt aufweist, daß die zur Achse der Felge weisendeFläche des Querschnittes etwa den gleichen Winkel zur Achse zur Felge einnimmt wie die Felgenschulter, wobei der Querschnitt des Wulstkernes annähernd prallelogramm- oder trapezförmig ausgebildet ist. In der französischen PatentschriftH18 887 ist eine ähnliche Ausbildung aes Querschnittes des Wulstkernes mit Hilfe von mehreren aneinanderliegenden konzentrischen Einzelringen gezeigt, die von einander abweichende Durchmesser aufweisen können.

Es ist weiterhin bekannt, bei der Herstellung von Wulstkernen mit rundem Querschnitt einen oder mehrere Stahldrähte um eine runde

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Seele, insbesondere von ßrüßeroa Durchnsacer, su verdrillen und daait dem Wulotkern oino höhere ?ectiskeit zu verleihen· X)Ig Möglichkeit der Verdrillung dor Drähte hat r.an auch bei Vulat-Icernon unrundon Quersehnittea cm^owendet, ζ·3· guxliü der Offenlesungeechrift 2 027 274, ua den bekanntem trapes*uralten und entsprechend der Felgenschulter geneigten Querochnitt zu erhalten· . *

£c ist abor auch "bereits bekennt» aehrei-o aus verdrillten oder

unverdrillten Drähten gebildete XornGlcnonto von jeucila kreioförinigem Quercchnitt so aiazuordiion, daß sie eino {jenioincarac, z Heiguns der Polgencchulter x^arallele Auflageflüclio auf der der Pelcenachse sugewandtcnöoite bilden. Me einseinen Kornelcnento können dabei unterschiedliche Durchmesser eufweicen» wie dies beispielsweise die ironaüsicche Patentschrift 1 292 1Ö2 bsi/· dio deutsche Offonlegunsßschrift 2 t11 959 seißen· ^e nach 2ahl_t Durchmeoser und Anordnung dieccr Kernoleaent© τ?οη iareiaiorsiisoia Querschnitt'ergibt eioh ein anderer üesantquorschnitt der V.⁷ulatkerne· So kann dieser bei droi Kcrnoleaenten von gleichem Quer« schnitt ia wesentlichen die For.?, oinea Lrciockc auiv/oiacn/

iß iot Aufeabe der vorliegenden Erfindunß einen achlauchloaoa Pahrzeugluftreifon der einganGß ni^her boscichnetea Art so •weiterzubilden, daß die Roifonv/ülote sit Hilfe des Wulstkernca noch beooer ala dies bieher aoslich gewesen ist#. in ihrer abdichtenden Anlag© auf den schrägen Polgoaschultorn gesichert v;ordon und ein Abheben der Uülcto aua dieser La₁^e auoh bei starker

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- 4 des Reifens weitgehend ausgeschlossen ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jeder Wulstkern eine Querschnittsform zwischen einer Halbkreisfläche und der Fläche eines gleichseitigen Dreiecks mit abgerundeten Ecken besitzt und die den Querschnitt bestimmenden Drahtlagen durch wenigstens eine äußere, schraubenförmig gewickelte Drahtlage zu einer Einheit festgelegt sind.

Durch die Ausbildung des Wulstkernes wird erreicht, daß sich der Wulstkern einerseits weit in die Wulstzehe hineinerstreckt und diese gegen Abheben von der Pulgenschulter sichert. Grleichzeitig erhält aber der Querschnitt des Wulstkernes eine große Höhe, welche dem Kern eine hohe Torsionssteifigkeit und eine hohe Steifigkeit gegen Verbiegungen in Umfangsrichtung verleiht. Gegenüber den Wulstkernen, die durch die Aneinanderfügung mehrerer einzelner Kernelemente zu dem gewünschten Querschnitt gelangen, besitzt die neue Ausbildung den Vorteil, daß der Querschnitt hier als Einheit wirksam ist, indem durch die schraubenförmig gewickelte äußere Drahtlage die freie Verschiebbarkeit der einzelnen Kernelemente stark eingeschränkt ist. Dadurch trägt die ganze Querschnittshöiie und Querschnittsweite des einheitlichen Wulstkernes zu der Torsions- und Biegesteifigkeit des Wulstkernes bei.

Der gewünschte Querschnitt des neuen Wulstkernes läßt sich auf verschiedene Weise billig und einfach herstellen. So kann jeder Wulstkern aus einer die Querschnittsform bestimmenden Seele und

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einer oder mehrerer schraubenförmig gewickelten Drahtlagen bestehen. Dabei weisen die einzelnen Elemente der Seele zweckmäßigerweise einen größeren Querschnitt als der Draht der äußersten schraubenförmig gewickelten D_rahtlage auf.

Bei Reifen, an denen sich an den Wulstkern ein Kernreiter aus steifem, elastomerem Material anschließt, ergibt sich der weitere Vorteil, daß dieser Kernreiter den Querschnitt eines gleichschenkeligen Dreiecks aufweist und sich mit seiner dritten schmaleren Seite auf der Lauffläche des Reifens abstützt. Hierdurch erhält der Kernreiter eine sehr breite Abstützung, welche ihn gegenüber Biegekräften an seiner Spitze besonders unempfindlich macht, so daß sich insgesamt ein sehr vorteilhafter steifer Wulstverband ergibt, dessen Biege- bzw. Torsionssteifigkeit zur Reifenseitenwand hin allmählich abnimmt. Die gleichförmige Querschnittsänderung des Kernreiters erleichtert wesentlich dessen Herstellung und gewährleistet, daß der Kernreiter in beiden axialen Richtungen etwa gleichen Biegewiderstand aufweist. Weiterhin wird gewährleistet, daß die Karkasseneinlagenauf beiden Seiten des Wulstkernes gleichmäßig und zuverlässig abgestützt werden, so daß sie nicht verbiegen und auch keine vorzeitigen Ermüdungserscheinungen zeigen.

Im übrigen erleichtert die neue Ausbildung des Wulstkernes auch die sogenannte Drehung der Einlageverstärkungen der Karkasse um die Wulstkerne während des Bombierens der auf einer ITachbautrommel aufgebauten Karkasse. Die neue Ausbildung der Wulstkerne trägt daher zur größtmöglichen Schonung der Karkassen-

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- 6 einlagen während des Aufbaus des Reifens bei.

Im äußersten Fall kann die Querschnittsform des Wulstkernes annähernd die Gestalt eines Halbkreises annehmen. Dies kann in bestimmten Fällen zu einem Abbau der inneren Spannungen der Verstärkungseinlagen der Karkasse während des Konfektionierens beitragen.

Durch die Wahl der Anzahl der schraubenförmig gewickelten Lagen, durch die Wahl des Durchmessers der für diese Lagen gewählten Drähte und durch die Aufwi ekel spannung können dieG-renzen innerhalb der sich die einzelnen Drähte oder Drahtlagen während des Ausformens gegeneinander verschieben, festgelegt werden.

Als Elemente der Seele des Wulstkernes können runde Drähte oder Profildrähte oder auch flache Bänder verwendet werden. Die Elemente können aus Stahl oder einem entsprechenden Kunststoff, wie Nylon, Polyester, Glasfaser oder aus der unter dem Warennamen "Fiber B" der Firma Dupont bekanntgewordenen Faser bestehen. Dabei kann mit Vorteil davon G_ebrauch gemacht werden, daß bei Verwendung eines Kunststoffes die Drähte der gewickelten Lagen mit den Elementender Seele des Wulstkernes wenigstens teilweise feste Verbindungen eingehen, was zur Erhöhung der Festigkeits- und Elastizitätseigenschaften der Wulstkerne beiträgt. Auch können gewickelte Lagen aus Kunststoffdrähten zu einer besseren Verbindung zwischen der Seele, z.B. aus Stahl, und dem elastomeren Material beitragen, welches den Wulstkern umgibt.

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Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig.1 zeigt in einem Querschnitt einen schlauchlosen Fahrzeugluftreifen gemäß der Erfindung im montierten Zustand auf einer Felge.

Fig.2 ist ein Schnitt durch den Wulstbereich des Reifens nach Fig.1.

Fig.3 zeigt in perspektivischer Ansicht eine Ausführungsform eines Wulstkernes gemäß der Erfindung.

Fig.4 bis Fig.9 zeigen weitere abgewandelte Ausführungs"beispiele für den Aufbau des neuen Wulstkernes.

Der in Fig.1 gezeigte schlauchlose Fahrzeugluftreifen 1 weist eine Radialkarkasse mit einer einzigen Verstärkungseinlage 4, einer Gürteleinlage 3 und einem Laufflächenabschnitt 2 auf. Die Seitenwände 5 eines solchen Reifens sind erfahrungsgemäß außerordentlich biegeweich. An die Seitenwände 5 schließen sich die Wulstbereiche 6 an, welche zwischen Wulstzehe und Wulstferse eine Auflagefläche 11 auf der Schulter 10 einer Felge 12 aufweisen, welche zur Achse der Felge unter einem Winkel 13 von etwa 15° verlaufen kann. Der Wulst ist aus einem Wulstkern 8 aus mehreren Drähten und einem an diesem abgestützten Kernreiter gebildet. Um die Einheit von Wulstkern und Kernreiter ist

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das untere Ende der Karkasseneinlage 4, wie bei 7 angedeutet, herumgeschlungen.

Der Aufbau des Wulstes ist in Pig.2 im einzelnen noch leichter erkennbar dargestellt. Man erkennt ausidieser Figur, daß der Wulstkern 8 im wesentlichen den Querschnitt eines gleichseitigen Dreiecks mit abgerundeten Ecken aufweist. Der Wulstkern ist aus einer Seele aus mehreren Lagen von Drähten 14 von größerem Durchmesser gebildet, wobei diese Drähte der Seele bereits den Gesamtquerschnitt des Wulstkernes bestimmen. Um diese Seele ist eine arste Lage 15 von schraubenförmig gewickelten Drähten gelegt, über die eine weitere Lage von Drähten 16 im entgegengesetzten Steigungssinne gewickelt ist.

Der auf diese Weise als einheitlicher Körper hoher Torsionsfestigkeit und Biegesteifigkeit ausgebildete Wulstkern, greift weit in die Wulstzehen hinein und sorgt für eine zuverlässige Übertragung der im Inneren des schlauchlosen Reifens entwickelten Druckkräfte über den Wulstbereich auf die Felgenschulter 10. Dabei wird auch die Wulstferse 17a zuverlässig an die Felgenschulter angedrückt, wobei der elastomere Bereich zwischen Wulstkern und Auflagefläche durch einen Schutzstreifen 17b zusätzlich abgedeckt ist, um die Einlage und den Wulstring gegen Verletzungen zu schützen.

Der Kernreiter 9 ist im Querschnitt in Form eines gleichschenkeligen Dreiecks ausgebildet, was bedeutet, daß die beiden Schen-

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kel 9a und 9"b praktisch gleiche Länge haben und unter gleichem Winkel gegenüber der Anlageseite 9c verlaufen, welche sich über die ganze Breite an der zur Lauffläche des Reifens weisenden Seite des dreieckförmigen Wulstringes abstützt, wie dies die Pig.2 deutlich erkennen läßt. Der Wulstring 8 und der Kernreiter 9 bilden eine Einlageeinheit, welche einenglatten Verlauf der Verstärkungseinlage 4 und des Randes 7 dieser Verstärkungseinlage ohne die Gefahr einer Knickung gewährleistet. Außerdem gestattet diese Einheit zugleich beim Formen des Reifens eine zuverlässige, Spannungen vermindernde Drehung der Einlageverstärkung 4 um den Wulstring während des Bombierens der Reifenkarkasse.

Der in I¹Ig.2 gezeigte Wulstring X3t in !ig.3 noch einmal perspektivisch gezeigt, um zu veranschaulichen, daß die als Lagen ausgebildeten Drähte 14 der Seele von zwei Lagen von schraubenförmig gewickelten Drähten 15 und 16 umgeben sind, wobei die beiden schraubenförmig gewickelten Drahtlagen einander kreuzen.

Wie das AusfUhrungsbeispiel nach Pig.4 erkennen läßt, läßt sich der Querschnitt inForm eines gleichschenkeligen Dreiecks mit den Seiten 29a und der Höhe 29b auch auf andere Weise verwirklichen. Einem Ausführungsbeispiel nach Fig.4 wird das gleichseitige Dreieck 20 vorgegeben, durch eine Seele 23 von großem Durchmesser und drei den Spitzen des Dreiecks zugewandten Seelen 22 von kleinerem Durchmesser sowie durch weitere Ftilldrähte 23 noch kleineren Durchmessers. Dieses Paket, welches den Querschnitt

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des Wulstkernes bestimmt, wird durch eine Lage 24 von schraubenförmig gewickelten Drähten zu einer Einheit zusammengefaßt.

Fig.5 veranschaulicht den Aufbau des neuen Wulstkersines aus drei Hauptdrähten 25 der Seele, die jeweils mit einer dünnen Drahtlage 26 schraubenförmig umwickelt und durch Seelendrähte kleineren Durchmessers 27 zu einem Paket ergänzt sind, die durch eine Lage von schraubenförmig gewickeltem Draht 28 zusammengefaßt sind.

Pig.6 zeigt, daß der Querschnitt eines gleichseitigen Dreiecks zur Ausbildung des Wulstkernes im extremen Fall auch zu einem im wesentlichen halbkreisförmigen Querschnitt 36 abgewandelt werden kann, der im dargestellten Beispiel besteht aus einem mittleren Seelenteil 30 mit schraubenförmig gewickeltem Draht 31» zwei nicht umwickelten Seelendrähten 32, welche mit der mittleren Seele 30 die Auflageseite des Wulstkernes auf der Felgenschulter bestimmen, mit weiteren Ergänzungsdrähten 33 für die Seele und zwei Lagen 34 und 35 von kreuzweise, schraubenförmig gewickelten äußeren Drähten.

In allen Ausführungsbeispielen weisen die äußeren schraubenförmig gewickelten Drähte zweckmäßigerweise einen merklich kleineren Durchmesser oder eine höhere Schmiegsamkeit als die Drähte der Seele auf, damit die äußeren Lagen sich der durch die Seele bestimmten Querschnittsform zuverlässig anpassen können.

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lig.7 veranschaulicht, daß die Seelendrähte auch mit mehr als einer lage aus schraubenförmigem Draht umwickelt werden können, und zwar an dem mittleren Seelendraht 40, der durch zwei Lagen 41» 42 umwickelt ist, während die äußeren Seelendrähte 40 nicht umwickelt sind. Das Ganze wird wiederum von einer äußeren, schraubenförmig gewickelten Drahtlage 43 zusammengehalten, deren Basis 44 der Felgenschulter parallel ist, während die Höhe 45 des Wulstkernquerschnittes wesentlich zur Erhöhung der Biegesteifigkeit beiträgt.

Die Pig.8 und 9 zeigen, daß auch mit massiven Elementen für die Seele der gewünschte Querschnitt erreicht werden kann. Zu diesem Zweck ist in Fig.8 ein Seelenteil von sternförmigem Querschnitt 50 vorgesehen, dessen Strahlen in die Ecken des gleichseitigen Dreiecks weisen. TJm diesen Querschnitt sind drei Lagen 51, 52, 53 von vorzugsweise sich kreuzenden, äußeren Drähten schraubenförmig gewickelt.

Bei dem Ausführungsbeispxel nach Fig.9 sind die Profilkörper zur Bildung der Seele aus Fachbandmateriaüsn unterschiedlicher Breite aufgebaut, und zwar im dargestellten Beispiel aus drei Schichten 60, 61, 62, die von zwei Lagen 63 und 64 von schraubenförmig gewickeltem Draht in ihrer Stellung fest ausammengehalten sind.

Ansprüche

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Claims

- 12 Ansprüche

. 1J Schlauchloser Fahrzeugluftreifen mit einer Radialkarkasse und Wülsten mit nicht dehnbaren, ringförmigen Wulstkernen aus mehreren D_rahtlagen, deren Gesamtquerschnitt von der Kreis- oder Rechteckform abweicht und eine parallel zu der zur Radachse geneigten Felgenschulter verlaufende Begrenzungsfläche aufweist, dadurch gekennzeichnet , daß jeder Wulstkern eine Querschnittsform zwischen einer Halbkreisfläche (36) und der Fläche eines gleichseitigen Dreiecks (20) mit abgerundeten Ecken bildet und die den Querschnitt bestimmenden Drahtlagen durch wenigstens eine äußere, schraubenförmig gewickelte Drahtlage zu einer Einheit festgelegt sind.
2. Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß jeder Wulstkern aus einer die Querschnittsform bestimmenden Seele (14) und einer oder mehreren schraubenförmig gewickelten Drahtlagen (15» 16) besteht.
3. Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Elemente (14) der Seele einen größeren Querschnitt als der Draht der äußeren schraubenförmigen Lage (15, 16) aufweist.
4. Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß bei zwei oder mehr schraubenförmig gewickelten Drahtlagen die Drähte von Lage zu Lage einander kreuzen.

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5. Fahrzeugluftreifen mit einem an den Wulstkern anschließenden Kernreiter, dadurch gekennzeichnet , daß der Kernreiter (9) den Querschnitt eines gleichschenkeligen Dreiecks aufweist und sich mit seiner dritten Seite auf der zur Lauffläche des Reifens weisenden Seite des gleichschenkeligen Dreiecks des Wulstkernes über die volle Breite abstützt.
6. Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die den Wulstkern bildenden Elemente wenigstens punktweise entlang des Kernumfanges miteinander verschweißt, verschmolzen oder verlötet sind.
7. Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens die Drähte einer Zwischenlage aus einem beim Vulkanisieren wenigstens teilweise schmelzenden oder erweichenden Kunststoff bestehen.

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