DE2802949A1

DE2802949A1 - Luftreifen mit radialkarkasse und scheitelbewehrung

Info

Publication number: DE2802949A1
Application number: DE19782802949
Authority: DE
Inventors: Nichtnennung Beantragt
Original assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Current assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Priority date: 1977-01-25
Filing date: 1978-01-24
Publication date: 1978-07-27
Also published as: AU3266578A; NL176242C; IT1106998B; BE863109A; DE2802949C2; MX144911A; CA1071986A; IT7867135A0; ES466261A1; LU78935A1; AU511973B2; NL7800867A; FR2377893B1; GB1572383A; NL176242B; FR2377893A1; BR7800460A; US4254811A; ZA78461B

Description

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MICHELIN & CIE (Compagnie Generale des Etablissements

MICHELIN)
Clermont-Ferrand, Prankreich

Luftreifen mit Radialkarkasse und Scheitelbewehrung

Die Erfindung bezieht sich auf einen Luftreifen mit Radialkarkasse und einer Scheitelbewehrung, die dem Laufstreifen eine Meridiankrümmung verleiht, die kleiner als die Umfangskrümmung ist.

Bei Luftreifen der vorliegenden Art ist es Aufgabe der Scheitelbewehrung, den Laufstreifen zu stabilisieren, insbesondere um seine Abnutzung gegenüber solchen Luftreifen zu verringern, die eine aus einer geraden Anzahl von Lagen aus gekreuzten Seilen gebildete Bewehrung aufweisen. Derzeit wird bei bestimmten Luftreifen des Radialtyps die Meridiankrümmung der Oberfläche des Laufstreifens, die den Bodenkontakt herstellen soll, verringert. So ist die Meridiankrümmung dieser Oberfläche kleiner und häufig wesentlich kleiner als die Umfangskrümmung dieser Oberfläche, d. h. sie ist kleiner als der Kehrwert des Äquatorialradius, wenn der Luftreifen montiert und normal aufgeblasen, aber nicht belastet, ist.

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Nun bringt die Verringerung der Meridiankrümmung der Laufstreifen gewisse Nachteile. Diese scheinen auf die Änderungen in der Druckverteilung in der Aufstandsfläche derartiger Luftreifen zurückzuführen zu sein, die mit diesem Laufstreifen ausgestattet sind.

Mit der Abflachung der Scheitel derartiger Luftreifen stellt man einerseits fest, daß die Druckmaxima auf den Boden, die ursprünglich in der äquatorialen Zone der Bodenaufstandsflache lagen, in ihrem absoluten Wert abnehmen und dann Minima an ihre Stelle treten lassen, die sich in zwei Zonen lokalisieren, die umso näher an den Randern der Bodenaufstandsflache liegen, je kleiner die Meridiankrümmung des Scheitels istj dies gilt für einen normal belasteten und aufgeblasenen Luftreifen, der sich ohne Schräglauf oder Sturz auf einem ebenen horizontalen Boden bewegt und dessen Laufstreifen keine Ausschnitte aufweist.

Andererseits wird die Kontur der Bodenaufstandsflache geändert, insbesondere am Vorder- und am Hinterrand dieser Fläche. Diese konvex nach außen gebogenen Ränder werden zunehmend konkav, wenn die Meridiankrümmung des Scheitels verringert wird.

Man verringert die Meridiankrümmung des Laufstreifens durch Scheitelbewehrungen, die ihrerseits eine kleine oder keine Meridiankrümmung besitzen. Hierzu kann beispielsweise eine Scheitelbewehrung verwendet werden, die zumindest zwei gekreuzte Lagen von parallelen Drähten oder Seilen in jeder Lage aufweisen. Diese Lagen bilden mit der Umfangsrichtung des Luftreifens Winkel, deren Absolutwert zwischen 10 und 30° liegt. Ein anderes Mittel besteht darin, eine Scheitelbewehrung zu verwenden, deren Ränder gegenüber

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der mittleren Zone verstärkt sind, wobei die Winkel der Scheitellagen, die an der Verstärkung der Randzonen mitwirken, vorzugsweise kleiner als 45 sind. Eine andere Anordnung besteht darin, eine Scheitelbewehrung größerer axialer Breite zu verwenden als die Breite der Bodenaufstandsflache des Laufstreifens, wobei die Ränder dieser Bewehrung in den Zonen zwischen dem Laufstreifen und den Reifenseitenwänden axial über die übliche Kontur des Luftreifens überstehen, wenn der Luftreifen aufgeblasen und normal belastet ist.

Ganz allgemein ist festzustellen, daß die Abnutzung der Laufstreifen derartiger Luftreifen in einem Meridianschnitt gesehen ungleichmäßig ist, wie auch ihre Haftung auf rutschigen Böden oder Straßenbelägen, die feucht oder naß sind, zu wünschen übrig läßt.

Der Zweck der Erfindung besteht darin, diese Nachteile zu beseitigen und insbesondere durch geeignete Anordnung der Ausschnitte im Laufstreifen eine Verteilung der Drücke zu erzielen, die innerhalb der Aufstandsfläche so gleichmäßig wie möglich ist.

Der erfindungsgemäße Luftreifen mit einer radialen Karkassenbewehrung und einer Scheitelbewehrung, die dem Laufstreifen eine Meridiankrümmung verleiht, die kleiner als die Umfangskrümmung ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß der prozentuale Anteil der Ausschnitte im Laufstreifen von den Rändern in Richtung auf die Äquatorialzone zunimmt.

Unter dem Ausdruck "prozentualer Anteil der Ausschnitte¹ wird für eine Zone zwischen zwei zur Längsachse parallelen Linien der Bodenaufstandsflache, die in Querrichtung durch

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einen beliebigen Abstand (beispielsweise 1 cm) getrennt sind, der als Breiteneinheit gewählt wird, das prozentuale Verhältnis der Oberfläche der hohlen Profilteile dieser Zone zu der gesamten Fläche dieser Zone im Bereich der Aufstandsfläche verstanden, wobei der Luftreifen normal aufgeblasen und belastet ist.

Vorzugsweise berücksichtigt der prozentuale Anteil der Ausschnitte in Laufstreifen gemäß der Erfindung das Ausmaß, in dem die Bodendrücke in der Bodenaufstandsflache von den Randzonen nach der Äquatorialzone des Laufstreifens abnehmen«

Unter "Meridiankrümmung" versteht man die Krümmung der Laufstreifenoberfläche, die dazu bestimmt ist, mit dem Boden in Kontakt zu kommen, wobei der Luftreifen normal aufgeblasen ist. Diese Krümmung wird am Äquator gemessen, d. h. auf Höhe des Parallelkreises, längs dessen der Luftreifen seinen größten Radius relativ zu seiner Drehachse erreicht. Wenn R. dieser Radius ist, so ist —κ—

b R_b

die äquatoriale Krümmung in Umfangsrichtung. Die Erfindung betrifft Laufstreifen, deren Oberfläche eine Meridiankrümmung hat, die kleiner als die Umfangskrümmung —5— und vor-

1 ^b

zugsweise kleiner als ist.

1,5 R_b

Vorzugsweise wird auch die Scheitelbewehrung des erfindungsgemäßen Luftreifens mit einer Meridiankrümmung versehen, die in analoger Weise wie die des Laufstreifens definiert wird und die kleiner ist als die Umfangskrümmung

1 1

und vorzugsweise kleiner als —' , wobei R den

15R ^a

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Radius der Scheitelbewehrung auf Höhe des Parallelkreises darstellt, längs dessen die Scheitelbewehrung ihren größten Radius in Umfangsrichtung erreicht.

Die Anordnung gemäß der Erfindung begünstigt eine gleichmäßige Abnutzung des LaufStreifens in Querrichtung. Sie gestattet also, den neuen Laufstreifen, die auf der Scheitelbewehrung angeordnet werden, eine von einem Rand bis zum anderen durchgehend etwa gleiche Dicke zu geben. Dies führt zu einer Ersparnis an Elastomeren und vermeidet Verdickungen der seitlichen Zonen des Laufstreifens, die für eine übermäßige Erwärmung verantwortlich sind.

Vorzugsweise ist die Tiefe der Profil-Ausnehmungen gemäß der Erfindung, gemessen ausgehend von der Oberfläche des Laufstreifens, der zur Berührung mit dem Boden bestimmt ist, von den Rändern in Richtung auf die äquatoriale Zone des Laufstreifens ungefähr konstant.

Bei Luftreifen der vorliegenden Art, die dazu bestimmt sind, zumindest teilweise außerhalb von Straßen verwendet zu werden, insbesondere bei Schwerlastwagen oder Erdbewegungsmaschinen, und beispielsweise steinige oder kiesige Böden befahren, liegt der prozentuale Anteil der Ausschnitte im Laufstreifen insgesamt nahe 25 %$ auf jeden Fall soll er nicht größer sein als 40 %. Der gesamte prozentuale Anteil der Ausschnitte ist das prozentuale Verhältnis der Oberflache der gesamten Ausschnitte, die durch die Kontur der gesamten Bodenaufstandsflache begrenzt werden, zur gesamten Aufstandsfläche, wobei der Luftreifen aufgeblasen und normal belastet ist.

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"¹⁰ " 2802943

Die Zeichnung und die darauf bezogene Beschreibung betreffen Ausführungsbeispiele von Scheitelbewehrungen und Laufstreifen gemäß der Erfindungi es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch den Scheitelbereich eines Luftreifens mit einer Radialkarkassenbewehrung und einer Scheitelbewehrung von geringer Meridiankrümmung!

Fig. 2 und 3 den Aufbau von erfindungsgemäB zu verwendenden Scheitelbewehrungen;

Fig. 4 einen Teilschnitt durch einen Luftreifen

der vorliegenden Art, bei dem die Scheitelbewehrung über den Laufstreifen hinausragt} und

Fig. 5-9 Teile von erfindungsgemMBen Laufstreifen.

Fig. 1 stellt einen Teilmeridianschnitt durch einen Luftreifen mit Radialkarkasse 1 dar. Die Scheitelbewehrung, die in Form eines Blockes 11 schematisiert ist, ist aufgrund der Gummiprofile 12, die zwischen den Rändern 13 der Scheitelbewehrung 11 und der Karkassenbewehrung 1 angeordnet sind, praktisch ohne Meridiankrümmung. Die Oberfläche 14 des Laufstreifsns 15 ist ebenfalls ohne Meridiankrümmung .

In diese Figur sind auch die Äquatorialhalbmesser R_ bzw. R. der Scheitelbewehrung 11 bzw. des Laufstreifens 15 eingezeichnet.

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Fig. 2 stellt eine Scheitelbewehrung 11 dar, die aus zwei gekreuzten Lagen 21 und 22 aus in jeder Lage parallelen Drahten oder Seilen besteht, die mit der Umfangsrichtung XX' Winkel mit einem Absolutwert von 30° bilden.

Fig. 3 zeigt ebenfalls eine Scheitelbewehrung 11, deren Randzonen jedoch durch Umfalten der beiden Randzonen 32, 33 einer Lage 31 um die Ränder einer Lage 30 gebildet sindj die von den Lagen 30, 31 mit der Längsrichtung XX¹ gebildeten Winkel sind einander entgegengesetzt. Die Verstärkung der Randzonen der Scheitelbewehrung, die auf diese Weise erhalten wird, kann auch mit Hilfe von zwei unabhängigen Lagen 32, 33 erzielt werden.

In Fig. 4 ist ein teilweiser Meridianschnitt durch einen Luftreifen mit Radialkarkasse 4 und Scheitelbewehrung 40 dargestellt, die über die Ränder 42 und 43 des Laufstreifens 41 hinausragt. Die Scheitelbewehrung 40 ist praktisch zylindrisch wie auch die Oberfläche 41' des Lauf-Streifens 41, die dazu bestimmt ist, mit dem Boden in Berührung zu kommen. Die Scheitelbewehrung kann außerdem von einer der in den Fig. 2 und 3 dargestellten Type sein.

Die Fig. 5 und 6 zeigen erfindungsgemäße Laufstreifen, die mit Quernuten 51 und B1 versehen sind. Die Quernuten 51 und 61, die auch schräg verlaufen können, haben eine Breite, die von den Rändern des Laufstreifens in Richtung auf die Längsachse XX' des Luftreifens zunimmt.

Die Nuten 51 erstrecken sich zwischen jedem der Ränder 52 und der Langsachse XX¹ des Laufstreifens, während die Nuten 61 ohne jede Unterbrechung zwischen den beiden Rändern 62 des Laufstreifens verlaufen.

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In jeder Figur sind Zonen 53 C63) gleicher Breite durch parallele Geraden abgegrenzt, die parallel zur Langsachse XX' des Laufstreifens verlaufen, ferner sind auch die vorderen Konturen 54 (64) und die rückwärtigen Konturen 55 (65) der Bodenkontaktfläche eingezeichnet. Man stellt fest, daß der oben definierte prozentuale Anteil der Ausschnitte der so begrenzten Zonen in den Zonen 53 (63), die am nächsten zur Langsachse XX' des LaufStreifens liegen, größer ist als in den weiter von der Mitte entfernt liegenden Zonen.

Der Laufstreifen 7 der Fig. 7 weist Nuten 70 auf, deren Breite von den Rindern 71 und 72 in Richtung auf die Längsachse XX' des Laufstreifens zunimmt, die in der äquatorialen Zone des Streifens liegt. Diese Nuten 70 besitzen im wesentlichen einen quer verlaufenden Abschnitt 73, dessen Breite von den Randern in Richtung auf die Längsachse XX' zunimmt. Es folgt ein schräg verlaufender Abschnitt 74, der wesentlich breiter ist und mit der Längsachse XX' einen Winkel von ungefähr 55° bildeti er endet in einer großen Erweiterung 75. Eine derartige Anordnung ist besonders gut für solche Luftreifen geeignet, die zumindest teilweise auch außerhalb normaler Straßen verwendet werden sollen. Der gesamte prozentuale Anteil der Ausschnitte liegt, wie oben definiert, zwischen 25 und 40 %.

Aus Fig. 9, die eine Darstellung im radialen Schnitt lSnga der Linie IX-IX in Fig. 7 darstellt, ist ersichtlich, daß die Tiefe P der Nuten 70 zwischen jedem der Ränder 71, 72 und dem Zentrum des Laufstreifens 7 ungefähr konstant ist.

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Fig. θ stellt einen Teil eines Laufstreifens β gemäß der Erfindung dar, der hauptsächlich zur Verwendung auf Straßen bestimmt ist. Nach dem erfindungsgemäßen Prinzip sowie zur Erzielung ausreichender Geradeauslaufeigenschaften sind die Querrippen von abnehmender Breite 80, die durch Quernuten 81 mit von den Rändern zur Längsachse XX¹ hin zunehmender Breite getrennt sind, durch schmale Längsnuten 82 unterteilt.

Zu den in den Fig. 5-8 dargestellten Beispielen ist festzustellen, daß die Ränder des Laufstreifens, wie dies üblich ist, unabhängig vom erfindungsgemäßen Aufbau Randeinschnitte oder Ausnehmungen wie 76 (Fig. 7) und kleine Nuten wie die Nut 53 (Fig. 8) in der Zone der Schultern haben können.

Der Erfindungsgedanke läßt sich ebenso auch auf Luftreifen anwenden, die mit einer symmetrischen oder unsymmetrischen Scheitelbewehrung versehen sind, sowie auch auf Luftreifen, bei denen die Verteilung der Einheitsdrticke in der Bodenaufstandsflache symmetrisch oder unsymmetrisch ist, wobei die Kontur dieser Aufstandsfläche relativ zur Äquatorialebene des Luftreifens ihrerseits symmetrisch oder unsymmetrisch sein kann.

Obgleich die Erfindung leichter mit Hilfe von Nuten mit einer mittleren Querorientierung, d. h. mit einer Neigung über 45° relativ zur Längsrichtung, anzuwenden ist, schließt das erfindungsgemäße Prinzip die Verwendung von Nuten mit einem geeigneten Verlauf längs einer mittleren Längsneigung kleiner als 45° relativ zur Längsrichtung nicht aus.

BÖ983Ö/09SS

Claims

MUnchen 22 - Steinsdorfstr. 10 Dipl.-ing. R. beetz sen.

TELEFON (O89) 2272O1 - 22 7244-295910 DIpI.-Ing. K. LAMPRECHT

Telex 5 22O48 -Telegramm Allpatent MUnchen Dr.- Ing. R. BE ETZ Jr.

Dlpl.-Phy». U. HEIDRICH

558-27.8l5P(27.8l6H)

auch Rechtsanwalt Dr.-Ing. W. Tl M PE Dipl.- Ing. J. SI EQFRIE D

24. Jan. I978

Ansprüche

1.' Luftreifen mit Radialkarkasse und einer Scheitelbewehrung, die dem Laufstreifen eine Meridiankrümmung verleiht, die kleiner als die Umfangskrümmung ist,

dadurch gekennzeichnet,

daß der prozentuale Anteil der Ausschnitte im Laufstreifen (15, 5, B, 7, 8) von den Rändern (42, 43» 52, 62j 71, 72) in Richtung auf die Äquatorialzone (XX¹) zunimmt.

2. Luftreifen nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß der prozentuale Anteil der Ausschnitte das Ausmaß der Abnahme der Bodendrücke in der Bodenaufstandsflache von den Randzonen nach der Äquatorialzone (XX') berücksichtigt.

3. Luftreifen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

daß der Laufstreifen (15, 5, 6, 7, 8) eine Meridian-

krümmung kleiner als aufweist, wobei R. den Äqua-

1,5 R_b ^b

torhalbmesser des Laufstreifens (15, 5, 6, 7, 8) bezogen auf die Drehachse des Luftreifens bedeutet.

4. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

daß die Scheitelbewehrung (11, 40) eine mittlere

J

1,5 R.

Meridiankrümmung kleiner als aufweist, wobei R den

a 558-(cas 44O)-E

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Äquatorialhalbmesser der Scheitelbewehrung [11, 40) bezogen auf die Drehachse des Luftreifens bedeutet.

5. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

daß der auf der Scheitelbewehrung (11, 40) angeordnete Laufstreifen (15, 5, 6, 7, S) von einem Rand zum anderen (42, 43j 52) 62j 71, 72) etwa gleiche Dicke aufweist.

B. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,

daß die Tiefe der Ausschnitte (51, 61, 70, 80, 82) des Laufstreifens (15, 5, 6, 7, 8) von den Rändern (42, 43| 52) 62j 71, 72) in Richtung zur Äquatorialzone (XX') des Laufstreifens etwa konstant ist.

7. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,

daß der Laufstreifen (15, 5, 6, 7, 8) mit Nuten (51, 61, 70, 80) versehen ist, die quer oder schräg verlaufen und deren Breite von den Rändern (42, 43j 52) 62i 71, 72) in Richtung zur Äquatorialzone (XX¹) des Laufstreifens zunimmt.

8. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,

daß der Laufstreifen (15, 5, 6, 7, 8) mit Nuten (70) versehen ist, die im wesentlichen einen Querabschnitt (73) haben, dessen Breite von den Rändern (71, 72) in Richtung auf die Äquatorzone (XX¹) zunimmt, wobei dieser Abschnitt (73) durch einen schrägen Abschnitt (74) größerer Breite verlängert ist, der mit der Längsachse (XX') des Laufstreifens einen Winkel von etwa bildet und in einer Erweiterung (75) endet.

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9. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,

daß Quernuten (81) Querrippen CBD) von abnehmender Breite begrenzen, die durch enge Längsnuten (Θ2) unterteilt sind.

10. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, insbesondere zur Ausrüstung von Schwerlastfahrzeugen, die außerhalb von Straßen verkehren,

dadurch gekennzeichnet,

daß der prozentuale Gesamtainteil dar Ausschnitte irn Laufstreifen (15, 5, B, 7, B) zwischen 40 und 25 % beträgt und vorzugsweise in der Nähe von 25 % liegt.

11. Luftreifen nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Scheitelbewehrung (11, 40) aus zumindest zwei übereinanderliegenden und gekreuzten Lagen (41, 22i 30, 31) aus Drähten oder Seilen besteht, die in jeder Lage parallel zueinander liegen, wobei diese Lagen Winkel mit der Umfangsrichtung (XX¹) bilden, deren absoluter Wert zwischen 10 und 30° liegt.

12. Luftreifen nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Scheitelbewehrung (11, 40) Randzonen (13) aufweist, die durch Umfalten einer Lage (32, 33) oder durch unabhängige Lagen (32, 33) verstärkt sind, wobei die Winkel der Drähte oder Seile der Lagen, die zur Verstärkung der Randzonen beitragen, vorzugsweise unter 45 betragen.

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13. Luftreifen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

daß die Scheitelbewehrung (40) in Axialrichtung breiter als die Bodenberuhrungsflache (42, 43) ist.

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