DE2455709A1

DE2455709A1 - Fahrzeugluftreifen

Info

Publication number: DE2455709A1
Application number: DE19742455709
Authority: DE
Inventors: Marcel Jean Dr Bertrand; Sjirk Van Der Dr Burg; Karl Alfred Dipl Phys D Grosch
Original assignee: Uniroyal AG
Current assignee: Uniroyal GmbH
Priority date: 1974-11-25
Filing date: 1974-11-25
Publication date: 1976-08-12
Also published as: CA1022046A; FR2291878A1; US4074743A; BE835712A; SE7513179L; US4212340A; FR2291878B1; GB1522649A

Description

1838

F AT E NTm N WALTE Π

DR.-ING. R. DÖRING DIPL-PHYS. DR. J. FRICKE

BRAUNSCHWEIG MÜNCHEN

Uniroyal Aktiengesellschaft, 51 Aachen 1, Hüttenstr. 7

"Fahrzeugluftreifen"

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugluftreifen mit einer Radialkarkasse, deren - vorzugsweise einlagige - parallele Kordelernente, wie Verstarkungsfäden, Drähte oder dgl., um die Wulstringe umgeschlagen sind, sowie mit einer Verstärkungseinlage für jeden Wulstring, welche diesen umschlingt und aus Reifenkordmaterial mit gegenüber den Kordelementen der Karkasse schräg verlaufenden, parallelen Kordelementen besteht.

Fahrzeugluftreifen mit Verstärkungseinlagen im Wulstringbereich sind bekannt (vgl. FR-PS 1 148 638, US-PS 3 062 und DT-AS 1 272 754). Bei einem Fahrzeugluftreifen dieser Art ist es auch bekannt, den Rand des Umschlages der Karkasse in die neutrale Biegezone der Seitenwand zu legen. Es ist weiterhin bekannt, den Umschlag der Karkasse oberhalb der Wulstumwicklung gestuft auszubilden (vgl. JJT-AS 1 505 151). Es ist ferner ein Fahrzeugluftreifen mit einer Karkasse bekannt, die aus wenigstens einer Lage radialer Fäden oder . _ - - ■ . J-

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Drähte besteht, deren Enden um die Wulstringe umgeschlagen sind und bei dem zur Verstärkung jeder Wulst wenigstens eine Einlage mit gegenüber den radial angeordneten Kordelementen der Karkasse schräg verlaufenden Kordelementen, wie E'äden, Drähte oder dgl., vorgesehen ist, deren Enden radial innerhalb oder unterhalb der Umschlagränder der Karkasse liegen (vgl. PR-PS 1 278 9O6).

Die Winkel zwischen den Kordelementen der Radialkarkasse und der Verstärkungseinlage können zwischen 30° und .60° betragen. Der Umschlag der Karkasse kann bis unter den Laufflächenbereich reichen, er kann aber auch radial außerhalb der Wulstringbereiche enden.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Fahrzeugluftreifen der eingangs näher bezeichneten Art so weiterzubilden, daß durch die Radialkarkasse und die Verstärkungseinlage der Reifenwülste eine zuverlässige Übertragung des Drehmomentes von den WuIstringbereichen auf den übrigen Reifenkörper und eine zuverlässige Aufnahme der im wesentlichen in Umfangsrichtung und in Radialrichtung v/irkenden Kräfte gewährleistet ist, ohne daß die Gefahr besteht, daß die Enden der Karkassenlage bzw. der Verstärkungseinlage bei der Fahrt hochbelasteter Reifen, insbesondere LKW-Reifen, zur vorzeiti- \ gen Beschädigung des an den Wulstringbereich angrenzenden Reifenbereiches zu vorzeitigem Verschleiß beitragen.

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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß wenigstens die axial außen liegende Kante der Verstärkungseinlage radial außerhalb der Kante des Umschlages der Karkasse angeordnet ist und der kantennahe Bereich der Verstärkungseinlage eine geringere Lagendicke und/oder geringere Festigkeit als der übrige Bereich der Verstärkungseinlage aufweist.

Zum einen liegt hierdurch eine vom Wulstringbereich bis in den Seitenwandbereich hinein reichende, an die Erfordernisse der hier vorhandenen Punktionsbereiche gezielt angepaßte Wulstverstärkung vor.

Zum anderen werden durch die Paarung der schräg verlaufenden Kordelemente der Verstärkungseinlage und der radial orientierten Kordelemente der Karkasse das Drehmoment und die Umfangskräfte zuverlässig und unmittelbar zwischen den Wulstringen -und dem übrigen Reifenkörper übertragen. Dies gilt insbesondere für einlagige Karkassen mit Kordelementen großer Dicke und hoher Festigkeit, wie sie häufig bei LKW-Reifen verwendet werden.

In diesen Fällen bestehen die Kordelemente der Karkasse in der Regel aus verhältnismäßig dicken, parallel angeordneten Metallkabeln. So ist dann auch die Verstärkungseinlage des Wulstes vorteilhaft aus einer Einzellage mit Kordelementen aus Metallkabeln gebildet, wobei es sich um einen entsprechend für LKW-

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Karkassen geeigneten Metallkord handeln kann. Dabei ist die Kante des Umschlages der Metallkordlage der Karkasse aufgrund der getroffenen Anordnung nach der Erfindung durch die Verstärkungseinlage überlappt und abgedeckt, da die Verstärkungseinlage weiter radial nach außen reicht als der Umschlag selbst. Die Enden der dicken Metallkordelemente der Radialkarkasse sind, weil die Verstärkungseinlage im kantennahen Bereich dünner und/oder festigkeitsgeringer ausgebildet ist, außen günstig abgedeckt und können selbst bei hoher Belastung und hoher Geschwindigkeit zu keinen Beschädigungen oder vorzeitigen Verschleißerscheinungen des Reifens im Bereich der Kante des Umschlages der Karkasse führen.

Das gleiche gilt aber auch für die dicken Metallkordelemente der Verstärkungseinlage, da diese in ihrem äußeren Endbereich eine geringere Dicke und/oder geringere Festigkeit aufweist als im übrigen Bereich. Während der radial innere Bereich der Verstärkungseinlage ebenfalls aus dicken- Metallkordelementen bestehen kann, wird der durch den Kantenbereich von geringerer Dicke dickenmäßig vorteilhafterweise abgestufte, radial äußere Bereich der Verstärkungseinlage bevorzugt von mindestens einer gesonderten, verhältnismäßig dünnen Lage mit dünnen Kordelementen und entsprechend dünnen Kordelementenden gebildet. Deren Enden sind deshalb ebenfalls nicht in der Lage, auch bei hoher Geschwindigkeit und Belastung des Reifens diesen zu beschädigen und vorzeitig zu verschleißen. Diese Gefahr besteht

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auch nicht an der Übergangsstelle zwischen dem dickeren und dünneren Bereich der Verstärkungseinlage, da durch die Dickenabstufung auch hier nur eine Stufe von gegenüber der Dicke des dickeren Bereiches der Verstärkungseinlage geringerer Abmessung entsteht.

Die Verstärkungseinlage kann im wesentlichen aus zwei gesonderten Bereichen bestehen, die aus unterschiedlichen Materialstreifen gebildet sind. Hierbei können diese Bereiche stumpf aneinanderstoßen. Bevorzugt ist dabei der Bereich der geringeren Dicke der Verstärkungseinlage durch einen gesonderten Materialstreifen gebildet, dessen Kordelemente die gleiche Neigung wie die Kordelemente des dickeren Bereiches der Verstärkungseinlage aufweisen.

Aufgrund dieser gefundenen Anordnung liegen die dicken Kordelemente an der Trennlinie der Abstufung nicht mit ihrem vollen Querschnitt frei, sondern lediglich mit einem Teil dieses Querschnittes, da der verbleibende Querschnitteil von den dünnen Kordelementen dos sich von der Abstufungstrennlinie anschließenden Materialstreifens abgedeckt ist. Der Einfluß der Reibung der Kordelementenden auf die Wulstgummimischung ist dadurch sehr gemindert. Die Dickenstufe der Verstärkungseinlage kann ferner außen durch einen Abdeckstreifen, bevorzugt aus einer dünn ausgebildeten Gummimischung, abgedeckt sein. Eine Beschädigung an der Stelle der Abstufung

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wird dadurch zuverlässig vermieden. In diesem Reifenbereich ist die Gefahr möglicher Fassebildungen, die durch vorstehende Kordelementenden hervorgerufen werden, von vornherein gemindert .

Die Dickenstufe der Verstärkungseinlage kann aber auch so ausgebildet sein, daß sie auf der dem Umschlag der Karkasse zugewandten Seite angeordnet und durch einen besonderen Füllstreifen ausgefüllt ist. Die Anordnung kann aber auch so getroffen sein, daß der dünnere Abschnitt der Verstärkungseinlage das Ende des dickeren Abschnittes auf einer ausreichenden Länge überlappt und somit abdeckt.

Desweiteren kann der kantennahe Bereich der Verstärkungseinlage statt aus einem dünnen, aus zwei gesonderten dünnen Materialstreifen gebildet sein, die aufeinanderliegend angeordnet sind und aus dünnen Kordelementen bestehen. Der eine der Materialstreifen weist Kordelemente auf, die die gleiche Neigung wie die dicken Kordelemente des wulstringnahen Abschnittes besitzen. Der andere Materialstreifen weist dünne Kordelemente auf, die gegenüber den Kordelementen des erstgenannten Haterialstreifens unterschiedlich geneigt, gegebenenfalls gekreuzt, angeordnet sind.

Ferner kann nach einer abgewandelten Ausführung der Erfindung eine zusätzliche Schräglage zwischen den Kordelementen des

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Karkassenumschlages und der Verstärkungseinlage dadurch erzeugt werden, daß im Falle der Verwendung von Stahlkordelementen diese Kordelemente des Umschlages einer Radialkarkasse nicht radial, sondern abweichend hiervon verlaufen; insbesondere verlaufen sie im Bereich von bis zu 10° abweichend von der Radialen. Dies ist durch beim Aufbauen der Karkasse gemeinsames Umlegen der Karkassenlage und des Verstärkungsstreifens zu erreichen, wobei die Karkasse aus Metallkord und mindestens der dickere Bereich der Verstärkungseinlage aus Metallkord oder ähnlich hochfestem Material besteht.

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

Es zeigen:

Fig. 1 in einem die Reifenachse enthaltenden Schnitt den unteren oder Wulstringbereich eines Reifens gemäß der Erfindung,

Fig. 2 in einem Ausschnitt eine Draufsicht auf die Lagen des Reifens und die

Fig. 3 bis 6 in ähnlichen Darstellungen weitere abgewandelte Ausführungsbeispiele der Erfindung.

Von einem gemäß der Erfindung ausgebildeten Fahrzeugluftreifen, insbesondere einem LKW-Reifen, ist in Fig. 1 nur der radial innere linke Wulstbereich bis etwas über die Stelle des Rei-

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fens 1 hinaus gezeigt, an der der Reifen seine größte axiale Breite aufweist. Dieser Bereich ist durch die strichpunktierte Linie 2 wiedergegeben.

Mit 3 ist die Innenseite des Reifens und mit 4 seine Außenseite wiedergegeben, während mit 5 der Wulstringbereich bezeichnet ist. Der Reifen weist eine einlagige Radialkarkasse auf, bei der die parallel zueinander angeordneten Kordelemente 6 radial orientiert sind, also im wesentlichen in der Zeichenebene oder parallel dazu verlaufen. Im dargestellten Beispiel wird angenommen, daß die Kordelemente 6 der Radialkarkasse aus Metallsträngen großer Dicke und Festigkeit bestehen. Die Kordelemente 6 sind um die Wulstringe 7 von innen nach außen umgeschlagen und bilden einen Umschlag 8, der radial außerhalb des Wulstringbereiches bei 9 endet. An den Wulstring 7 schließt sich unmittelbar ein sich etwa bis in den Seitenwandbereich des Reifens erstreckender Einlageteil in Form eines Kernreiters 7a an. Der Umschlag 8 endet außen an dieser Einlage 7a.

Der Wulstring 7 und die nahe dem Wulstring verlaufenden Abschnitte der Kordelemente 6 der Radialkarkasse sind durch eine Verstärkungseinlage 10 umschlungen, die von der Innenseite bei 11 des Wulstringbereiches ausgeht, den Wulstring 7 umschlingt und den Umschlag 8 der Radialkarkasse überdeckt. Diese Verstärkungseinlage endet in radialer Richtung außerhalb des Endes 9 des Umschlages 8, wie bei 12 angedeutet ist. Zur

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leichteren Orientierung sind in Fig. 1 durch Pfeile die verschiedenen Richtungen des Reifens angegeben, wobei der Pfeil a die radiale Richtung nach außen, der Pfeil b die axiale Richtung zum Reifeninneren und c die axiale Richtung nach außen wiedergeben.

Der Umschlag 8 ist also vollständig von der Verstärkungseinlage 10 abgedeckt. Dadurch wird zuverlässig verhindert, daß die in der Kante 9 endenden dicken Stahlkordelemente 6 bei Gebrauch des Reifens unter Last an dem Reifenkörper arbeiten und zu einem vorzeitigen Verschleiß und zu einer vorzeitigen Zerstörung führen. Die Verstärkungseinlage hat vor allem die Aufgabe, die von der Felge über den Wulstringbereich aufgenommenen Drehmomente zuverlässig in den Reifenkörper zu übertragen, was durch die Radialkordelemente 6 der Radialkarkasse nicht im ausreichenden Maße erreicht v/erden kann. Dies wird dadurch erreicht, daß die verhältnismäßig dicken und/oder hochfesten Kordelemente, insbesondere Stahlkordelemente 20, der Verstärkungseinlage gemäß Fig. 2 schräg gegenüber den radial verlaufenden Kordelementen 6 der Radialkarkasse angeordnet sind, und zwar unter einem Winkel zur Zentrumslinie des Wulstringes 7, der in Fig. 2 mit ei angegeben ist und der in relativ weitem Bereich variieren kann, soweit die Verstärkungseinlage noch in der Lage ist, die hohen Drehmomente zuverlässig vom Wulstring in den Reifen und umgekehrt zu übertragen,

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Da die verhältnismäßig dicken und in ihrer Dicke und/oder Festigkeit mit den Kordelementen.6 der Radialkarkasse vergleichbaren Kordelemente 20 der Verstärkungseinlage an der Endkante 12 dieser Einlage zu höherem Verschleiß führen könnten, ist der Endbereich 14 der Verstärkungseinlage gegenüber dem übrigen Bereich 13 in seiner Dicke oder Festigkeit geringer ausgebildet; siehe hierzu die dünneren Kordelemente 21. Der übergang zwischen den beiden Bereichen kann allmählich, vorzugsweise jedoch in Form einer Stufe 15 erfolgen, wie dies aus den Fig. 1 und 2 deutlich hervorgeht.

Die beiden Bereiche 13 und 14 können einstückig ausgebildet sein. Vorteilhafterweise ist jedoch die Verstärkungseinlage aus zwei gesonderten Abschnitten 13 und 14 hergestellt. Diese stoßen vorzugsweise stumpf aneinander, wie dies auch aus· den weiteren Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 3, 5 und 6 teilweise hervorgeht.

Bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 3 bis Fig. 6 besteht der dickere Abschnitt aus einem schweren LKW-Stahlkordmaterial und der dünnere Abschnitt der Verstärkungseinlage aus einem textlien Personenkraftwagen-Reifenkord. In den Fig. 3 bis Fig. 6 ist jeweils das Ende 9 des Umschlages 8 der Radialkarkasse dargestellt, das von der Verstärkungseinlage überlagert wird. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 stößt der dünnere Abschnitt 26 an den dickeren Abschnitt 25 der Verstärkungs-

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einlage stumpf an. Die dabei entstehende Dickenstufe ist durch einen dünnen Abdeckstreifen 27 abgedeckt, so daß an dieser Stelle die dicken Stahlkordelemente des Dickenbereiches der Verstärkungseinlage nicht freiliegen und daher auch zu keiner Zerstörung in diesem Bereich unter Last führen können.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 wird der gleiche Vorteil dadurch erreicht, daß der dickere Abschnitt 28 der Verstärkungseinlage bei 30 durch den dünneren Abschnitt 29 der Verstärkungseinlage überlappt wird.

Eine andere Möglichkeit zeigt Fig. 5· Hier stoßen die beiden Abschnitte 31 und 32 stumpf aneinander. Das radial innenliegende Ende des dünneren Abschnittes 32 ist jedoch an der Übergangsstelle von dem Umschlag 8 axial nach außen weggerückt, wobei der entstehende Z v/i ekel oder Übergangsraum durch einen -Füllstreifen 33 ausgefüllt ist.

Eine weitere Möglichkeit zeigt Fig. 6. Hier besteht der Endbereich 14 der Verstärkungseinlage aus zwei verhältnismäßig dünnen Materialstreifen, die parallel zueinander und im wesentlichen aufeinanderliegend angeordnet sind. Die an der Seite des Umschlages 8 befindliche Kordlage 35 stößt mit ihrem Ende stumpf an das Ende des dicken Stahlkords der dicken Kordlage 37· Die weitere Kordlage 36 überlappt die dicke Kordlage 37 auf einer ausreichenden Länge. Je nach Dicke und

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Biegsamkeit der dünnen Kordlage 36 ist diese allein in der Lage, die Abstufungsstelle 38 zuverlässig abzudecken. Die Kordlage 36 kann aber ebensogut stumpf an die Kordlage 37 anstoßen. Gegebenenfalls können ein dünner Abdeckstreifen und/ oder ein Zwischenstreifen, ähnlich dem Streifen 33 nach Ausführung Fig. 5, vorgesehen werden.

Bei allen Ausführungsbeispielen ist das dünnere Ende 12 der Verstärkungseinlage keinerlei Gefahrenstelle für eine vorzeitige Zerstörung des Reifens bei Gebrauch. Andererseits ist in allen diesen Fällen die Dickenstufe, die die Verstärkungseinlage aufweist, so ausgebildet, daß auch an dieser Stelle ein vorzeitiger Reifenverschleiß durch die dicken Stahlkordelemente 20 der Verstärkungseinlage, die an der dicken Schulter enden, nicht entsteht. Andererseits wird durch die Ausbildung der Verstärkungseinlage eine volle Übertragung des Drehmomentes zwischen Wulstringbereich und Reifenkörper gewährleistet.

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Claims

7Α557Π9 - 13 Patentansprüche

1. fahrzeugluftreifen mit einer Radialkarkasse, deren

- vorzugsweise einlagige - parallele Kordelemente, z.B. Verstärkungsfäden oder Drähte oder dgl., um die Wulstringe umgeschlagen sind, sowie mit einer Verstärkungseinlage für jeden Wulstring, welche diesen umschlingt und aus Reifenkordrnaterial mit gegenüber den Kordelementen der Karkasse schräg verlaufenden parallelen Kordelementen besteht, dadurch gekenn ζ e i cn net, daß wenigstens die axial außen liegende Kante (12) der Verstärkungseinlage (10) radial außerhalb der Kante (9) des Umschlages (8) der Karkasse (6) angeordnet ist und der kantennahe Bereich (14) der Verstärkungseinlage eine geringere Lagendicke und/oder geringere Festigkeit als der übrige Bereich (13) der Verstärkungseinlage aufweist.

2. Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungseinlage (10) am Übergang (15) zwischen den Bereichen (13,14) abgestuft ausgebildet ist.

3. Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bereiche (13,1*0 aus unterschiedlichen Materialstreifen gebildet sind.

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4. Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 3, dadurch gekennzei chnet, daß die beiden unterschiedlichen Materialstreifen stumpf aneinanderstoßen.

5. Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzei chne t, daß die Kordelemente des oder eines den Bereich geringerer Dicke bildenden Materialstreifens (21,26,29,32,35) die gleiche Neigung wie die Kordelemente des Materialstreifens (13) größerer Dicke der Verstärkungseinlage aufweisen.

6. Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 1 bis 5> dadurch gekennzei chnet, daß der Bereich (13) größerer Dicke der Verstärkungseinlage aus - vorzugsweise metallenem LKW-Kordmaterial und/oder der Bereich (14) geringerer Dicke aus - vorzugsweise textilem - PKW-Kordmaterial besteht.

7. Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 3j5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein den Bereich geringerer Dicke bildender Materialstreifen (29) den Materialstreifen (28) des dickeren Bereiches an der Dickenstufe überlappt (30).

8. Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 1 bis 7,'dadurch gekennzei chnet, daß die Dickenstufe (15) der Verstärkungseinlage durch einen Abdeckstreifen (27) abgedeckt ist.

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9. Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 1 bis 6 und 8, dadurch -ge -kennzeichne t, daß die axial außen liegenden Oberflächen des dünneren Bereiches (32) und des dickeren Bereiches (31) an der Übergangsstelle im wesentlichen in einer Ebene liegen und die Dickenstufe auf der entgegengesetzten axialen Seite durch einen Füllstreifen (33) ausgefüllt ist.

10. Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 1 bis 9, d ad u r c h

g e k e η η ζ e i c h η e t, daß der Bereich (I¹I) geringerer Dicke der Verstärkungseinlage (10) aus zwei parallel angeordneten Materialstreifen (35,36) gebildet ist, deren Kordelemente unterschiedliche, insbesondere entgegengesetzte Neigung aufweisen.

11. Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 1 oder 3 bis 7,

d a d u r c h g e k e η η ζ e ic h η e t, daß der übergang zwischen den Bereichen (13,14) der Verstärkungseinlage aus einem Abschnitt sich stetig ändernder Dicke besteht.

12. Fahrzeugluftreifen nach Anspruch 1 bis 11, bei dem die Radialkarkasse Metallkordelemente und die Verstärkungseinlage -

• ebenfalls Metallkordelemente aufweist, dad u r c h gekennzeichnet, daß die Neigung der Kordelemente des Umschlages (8) der Radialkarkasse (6) von der Radialen, ■insbesondere bis zu 10°, abweicht und diese Neigung entgegen-

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gesetzt zur Neigung der Kordelemente der Verstärkungseinlage vorgesehen ist.

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