DE2224015C2 - Fahrzeugluftreifen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Fahraeuglufireifen mit einem praktisch zylindrischen Gürtel und einer Radialkarkasse, wobei der gegenseitige Abstand der Reifenwülste (Maulweite) im vulkanisierten, spannungslosen, nicht montierten Zustand größer ist als der gegenseitige Abstand der Reifenwülste im auf einer Felge montierten, unter Innendruck stehenden Zustand (Betriebszustand) des Reifens.

Es ist bekannt, Fahrzeugluftreifen in einer Vulkanisierpresse mit einer Maulweite zu vulkanisieren, die größer ist als die Maulweite der zugehörigen Felge, auf der der Luftreifen betrieben werden soll. Diese Maßnahme diente bisher jedoch nur dazu, bei der Montage eine satte Anlage der Reifenwülste an die Sitzfläche der Felge zu erreichen, bevor der keifen mit Preßluft gefüllt wird. Zu diesem Zweck genügte ein vergleichsweise geringer Maulweitenunterschied. So ist beispielsweise bei dem Reifen nach der US-PS 3097 681 ein Maulweitenunterschied zwischen Null und 20% vorgesehen. Dieser bekannte Reifen weist im übrigen eine Kreuzkarkasse ohne Gürtel auf und wird als Rohling mit verringertem Außendurchmesser und der vergrößerten Maulweite vulkanisiert, um beim Aufblasen des auf die Felge montierten Reifens dessen Laufstreifenzone unter Zugspannung setzen zu können. Ferner sollen damit unerwünschte Ausbauchungen der Reifenseitenwände unterbunden werden.

Die in mehreren Fortsetzungen in der Zeitschrift »Kunststofftechnik« (Nr. 1 1971, Seiten 9 bis 13; Nr. 2 1971, Seiten 42 bis 47; Nr. 1/2 1972, Seiten 23 bis 31) veröffentlichte Arbeit »Die Querschnittsform von Kreuzlagen- und Gürtelreifen« gibt Berechnungsmethoden für die sogenannte »Gleichgewichtskontur« der Reifenkarkasse — d. h. die Querschnittsform, die eine gedachte Karkaßneutrale bei festgelegtem Innen- und Außendurchmesser im frei ausgespannten Zustand beschreibt — auch für Gürtelreifen mit Radialkarkasse an. Dabei ist als Randbedingung auch ein tangentialer Einlauf der Karkasse an der Gürtelkante vorgesehen. Ferner ist dort auch schon die Anweisung gegeben, die Innenkontur der Vulkanisierform insbesondere im Sei tenwandbereich nach der Gleichgewichtskontur des Reifens zu bestimmen. Diese Berechnungen gehen jedoch von im wesentlichen gleichen Querschnittskonturen für das noch unbenutzte Vulkanisat und den im Be

triebszustand befindlichen Reifen aus.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dem eingangs erwähnten P.eifen in der Vulkanisierfarm eine solche Querschnittsform zu vermitteln, daß der Reifen nach Verringerung seiner Maulweite, also im Betriebszustand, verbesserte Fahreigenschaften erhält

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sowohl im spannungslosen, nicht montierten Zustand ais auch im Betriebszustand des Reifens der am äußeren Umfang der Reifenseitenwände befindliche Abschnitt der jeweils einer Gleichgewichtskurve (Karkaßneutrale) folgenden Karkasse an der Gürtelkante tangential in den Gürtel einläuft Die Erfindung geht hierbei von der Erkenntnis aus,

is daß bei Reifenseitenwänden mit praktisch undehnbaren, radial verlaufenden Karkaßfäden einerseits und einem nicht veränderbaren Wulstkerndurchmesser andererseits für einen Reifenquerschnitt mit einer nach einer Gleichgewichtskurvc verlaufenden Karkaßneutralen und einem tangentialen Einlauf in den Gürtel ein zweiter Reifenquerschnitt auswählbar ist, dessen Maulweite vergleichsweise wesentlich größer ist und dessen ebenfalls nach einer Gleichgewichtskurve verlaufende Karkesse am Gürte'.rand in gleicher Weise tangential ver- laufend angeordnet ist Diese beiden Gleichgewichtszustände werden somit aufgrund der Erfindung ausgewählt und sie bestimmen die Kontur einerseits für die Vulkanisation bzw. Verpressung des Reifens und andererseits für den Betrieb des Reifens bzw. die Bemessung der Radfelge. Wichtig ist hierbei, daß der Reifen unter diesen Voraussetzungen bei der verhältnismäßig großen Maulweite spannungsfrei ist daß aber bei der Überführung des Reifenkörpers auf seinen Betriebszustand bzw. seine verringerte Maulweite in den Reifenkörper zu sätzlich Spannungen eingeleitet werden, die zur Erhö hung der HO)!steifigkeit des Reifenkörpers und damit der Seitenstabilität des Reifens beitragea Die ebenfalls vom Gürtel des Reifens geförderte Stabilisierungswirkung wird dabei erheblich vergrößert

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispie! der Erfindung dargestellt

Die Abbildung zeigt einen "ihrzeugluftreifen im Teilquerschnitt, und zwar auf ihrer linken Hälfte Kurven zur Bestimmung der Reifenkotitur und auf der rechten Hälfte den Querschnitt, den der Reifen bei seiner Verpressung in der Vulkanisierform erhält

Der im wesentlichen aus Gummi oder gummiähnlichen Kunststoffen bestehende Reifenkörper 1 mit dem Laufstreifen 2 und den Reifenwülsten 3 hat eine durch gehende, von einem Wulst 3 zum anderen Wulst 3 ver laufende Karkasse aus einander parallelen, im rechten Winkel zur Reifenumfangsrichtung verlaufenden Fäden, die bei 4 angedeutet sind und durch Umschlingen der im Durchmesser unveränderbaren Wulstkerne 5 an diesen verankert sind. Zwischen dem Laufstreifen 2 und der von den Fäden 4 gebildeten Karkasse befindet sich ein in Umfangsrichtung zugfester, sich etwa über die Breite des Laufstreifens 2 erstreckender Gürtel 6, der von praktisch zylindrischer Gestalt ist und eine solche Zug-

eo festigkeit in Umfangsrichtung hat, daß sein Durchmesser beim Betrieb des Reifens praktisch nicht vergrößerbar ist Der Gürtel 6 bewirkt nicht nur eine örtliche Verfestigung des Laufstreifens 2, sondern stabilisiert auch den Reifenkörper 1 beim Betrieb des Reifens gegen seit liehe Kräfte.

Im wesentlichen unabhängig von der Anzahl der praktisch undehnbaren Fäden 4 der Karkasse ergibt sich ihrem Verlauf entsprechend eine in bezug auf Druck-

und Zugspannungen r.-üirale Linie, die nachstehend Karkaßneutrale genannt wird und mit 7 bezeichnet ist

Die Darstellung in der linken Hälfte der Abbildung ist losgelöst von den wirklichen Abmessungen des Reifer, körpers 1 in bezug auf seine Wandstärke. Dargestellt ist vielmehr lediglich der Verlauf der Karkaßneutralen 7, die vom Zentrum des Kernes 5 beginnend sich bis τ\ιτ Reifenmittelebene 8 erstreckt, jedoch bezüglich ihres Verlaufs vom Rand 6' des Gürtels 6 beginnend, also von a aus bis zur Reifenmittelebene 8 der Gestalt des Gürtels 6 entsprechend zylindrisch gestaltet ist Infolge der Undehnbarkjrü. de?. Gürtels 6 ist für diese Betrachtung nur der Abschnitt der Karkaßneutralen 7 vom Punkt a bis zu den Wulstkernen 5 hin maßgebend.

Bei der Bemessung der Querschnittskontur eines Reifens geht man von undehnbaren Fäden 4 bzw. einer sich in ihrer Länge nicht verändernden Karkaßneutralen 7 aus. Wichtig ist dabei, daß sich eine Maulweite M bei einer bestimmten Länge der Karkaßneutralen 7 dadurch bestimmt daß diese tangential in den in der Reifenzenitpartie befindlichen Zylinder bzw. senkrecht in eine Ebene 8' einläuft die parallel zur Peifenmittelebene 8 gerichtet ist Unter diesen Voraussetzungen ergibt sich eine Maulweite M. Diese Maulweite wird der Konstruktion des Luftreifens zugrunde gelegt, wodurch sich ein Querschnittsbild ergibt das in der Abbildung rechts wiedergegeben ist Ein entsprechend aufgebauter Luftreifenrohling wird in eine entsprechend gestaltete Presse und Vulkanisierform eingelegt, und der Rohling erhält dann die Gestalt gemäß Abbildung, rechte Hälfte. Da der so vulkanisierte, an sich fertig hergestellte Luftreifen ausvulkanisiert ist sind seine Wandungen spannungslos. Wenn also keine äußeren Kräfte auf den Luftreifenrohling einwirken, wird er seine Form nicht verändern und demgemäß in etwa die Gestalt eines sogenannten Breitreifens behaltea Diese Querschnittsform ist jedoch nur die Kontur für die Herstellung bzw. Verpressung des Reifens. Soll der Reifen in Betrieb genommen werden, so wird ihm eine Felge zugeordnet, die eine wesentlich verkleinerte Maulweite, und zwar eine Maulweite m hat Im aufgezogenen bzw. montierten Zustand des Reifens ist also die Maulweite m wesentlich kleiner als zuvor. Diese Maulweite m entsteht durch Zusammenführen der beiden Wüisie 3, und
um ein Mail, das ebenfalls einen Einlauf der Karkaßneutralen T im vorgenannten Sinne, i" beic-g auf der Punkt .i zuläßt Auch die Kannßnafrs** ^fl >>j d;r nunmehr ve» hinderten Maulweite m läuft bei a in die Ebene 3'

Da diese Verformung nur unter entsprechender Verformung der Reifenseitenwände möglich ist, tritt zwangsläufig eine Beeinflussung des Gummis des Reifenkörpers 1 ein, während die undehnbaren Fäden 4 im Betriebszustand des Reifens in üblicher Weise unter Spannung stehen und dem Verlauf der Karkaßneutralen T entsprechend geformt sind. Aus diesen Gründen gelangt z. R ein Punkt P von der Karkaßneutralen 7 zum Punkt P" der Karkaßneutralen T und damit von einem Durchmesser R auf einen Durchmesser r, was wiederum nur dann durchführbar und erreichbar ist wenn der Gummi entsprechend auf Druck vorgespannt ist Diese sich über die gesamte Länge der Reifenseitenwände erstreckenden Spannungsveränderungen haben eine günstige Beeinflussung der Reifenseitenwände insofern zur Folge, als Kräfte entstehen, die den Rr^;ienkörper t zu stabilisieren bzw. in der Gleichgewichtslage entsprechend der Formgebung der Karkaßneutralen T zu halten suchen.

Die Karkaßneutralen 7 und T können durch Rechnung oder Versuche ermittelt werden, wenn die vom Reifen zu erfüllende Maßnahme (Breiten und Durchmesser) bestimmt sind. So könnte die Karkaßneutrale 7 durch Aufbau eines Reifenrohlings ermittelt werden und damit auch die Maulweite M, wenn der zunächst noch nicht vulkanisierte Rohling unter Innendruck gesetzt wird. Die Karkaßneutrale 7 bzw. der entsprechende Gleichgewichtszustand ist erreicht, wenn der vorerwähnte Einlauf bei a sichergestellt ist während der zweite Gleichgewichtszustand, nämlich derjenige mit der Karkaßneutralen T lediglich eine Abstandsverminderung der Wulstpartien voraussetzt, und zwar solange, bis wiederum der vorerwähnte Einlauf bei a erzielt wird.

Alle Zwischenmaulweiten hätten nämlich eine nachteilige Auswölbung der Fäden 4 z. B. im Sinne der gestrichelten Darstellung bei b zur Folge.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Fahrzeugluftreifen mit einem praktisch zylindrischen Gürtel und einer Radialkarkasse, wobei der gegenseitige Abstand der Reifenwülste (Maulweite) im vulkanisierten, spannungslosen, nicht montierten Zustand größer ist als der gegenseitige Abstand der Reifenwülste im auf einer Felge !montierten, unter Innendruck stehenden Zustand (Betriebszustand) des Reifens, dadurch gekennzeichnet,daß sowohl im spannungslosen, nicht; montierten Zustand als auch im Betriebszustand des Reifens der am äußeren Umfang der Reifenseitenwände befindliche Abschnitt der jeweils einer Gleichgewichtskurve (Karkaßneutrale 7 bzw. 7^r) folgenden Karkasse an der Gürtelkante (60 tangential in den Gürtel (6) einläuft