DE2802949C2 - Luftreifen für Schwerlast- und Erdbewegungsfahrzeuge - Google Patents

Description

dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (70)

— von den Rändern (42,43; 71, 72) des Lauf Streifens (15; 7; 41) zur Äquatorialzone hin breiter werden und etwa konstante Tiefe (P) besitzen,

— aus ekiOn in Axialrichtung verlaufenden Querabschnttt (73) und einem sich zur Äquatorialzone hin anschließenden schrägen Abschnitt (74), der mit der Umfangsrichtung (X-X') einen Winkel von etwa 55° bildet und in einer geschlossenen Erweiterung (75) vor der Reifenmittellinie endet, bestehen und

— insgesamt 25 bis 40% der Fläche des Laufstreifens (7; 41) in der Bodenaufstandsfläche ausmachen.

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

Bei solchen zum Stand der Technik gehörenden Luftreifen ist es bekanntlich Aufgabe der Scheitelbewehrung, den Laufstreifen zu stabilisieren, um insbesondere seine Abnutzung zu vermindern. Die gattungsgemäßen Luftreifen weisen hierbei eine Meridiankrümmung der Oberfläche des Laufstreifens auf, die kleiner ist als ihre Umfangskrümmung, d. h. der Kehrwert des Äquatorialradius des montierten und normal aufgeblasenen, aber unbelasteten Luftreifens. Die Verringerung der Meridiankrümmung des Laufstreifens wird durch Scheitelbewehrungen erzielt, die ihrerseits eine kleine oder keine Meridiankrümmung besitzen. Hierzu können beispielsweise Scheitelbewehrungen verwendet werden, die mindestens zwei gekreuzte Lagen von in jeder Lage parallelen Drähten oder Seilen aufweisen. Diese Lagen bilden mit der Umfangsrichtung des Luftreifens Winkel, deren Absolutwert zwischen 10 und 30° liegt. Ein anderes Mittel besteht darin, die Ränder der Scheitelbewehrung gegenüber der mittleren Zone zu verstärken, wobei die Winkel der Scheitellagen, die an der Verstärkung der Randzonen mitwirken, vorzugsweise kleiner als 45° sind. Eine Verringerung der Meridiankrümmung läßt sich auch durch eine Scheitelbewehrung erreichen, die breiter ist als die Bodenaufstandsfläche des Laufstreifens, wobei die Ränder dieser Bewehrung in den Zonen zwischen dem Laufstrelfen und den Reifenseilenwänden axial über die übliche Kontur des Luftreifens überstehen, wenn der Luftreifen aufgeblasen und normal belastet ist (DE-OS 25 34 025).

Allgemein ist bei solchen Luftreifen nachteilig, daß eine über die Breite des Laufstreifens ungleichmäßige Abnutzung auftritt und ferner nur unzureichende Haftung auf rutschigen Böden oder feuchtem oder nassem Untergrund erzielt wird.

Diese Nachteile sind auf die Druckverteilung in der Bodenaufstandsfläche derartiger Luftreifen zurückzuführen.

Mit der Abflachung der Scheitel derartiger Luftreifen stellt man nämlich einerseits fest, daß der Bodendruck in zwei Zonen Maxima aufweist, die umso näher an den Rändern dzr Bodenaufstandsfläche liegen, j,e kleiner die

ίο Meridiankrümmung des Scheitels ist, wobei die ; für einen normal belasteten und aufgeblasenen Luftreifen gilt, der sich ohne Schräglauf oder Sturz auf einem ebenen horizontalen Boden bewegt und dessen Laufstreifen keine Ausschnitte aufweist

Andererseits wird die Kontur der Bodenaufstandsflä- ?he geändert, insbesondere an ihrem vorderen und hinteren Rand, wobei diese konvex nach außen gebogenen Ränder zunehmend konkav werden, wenn die Meridiankrümmung des Scheitels verringert wird.

Das Problem der Druckverteilung in der Bodenaufstandsfläche war bereits bekannt. So ist in der VDI-Zeitschrift Nr. 22, August 1968, S. 990, z. B. die axiale Druckverteilung von Diagonal- und Radialreifen in der Bodenaufstandsfläche in allgemeiner Form erläutert, wobei auf die wesentlich ausgeglicheneren Druckverteilungskennfelder von Radialreifen gegenüber Diagonalreifen hingewiesen ist. Konsequenzen bezüglich des Reifenbaus sind lediglich für Diagonalreifen angegeben, bei denen durch entsprechende Schwächung des Reifenschukerbereichs dort ein höherer Bodendruck und damit eine Entlastung des Laufstreifenmittelbereichs erzielt werden soll.

Aus der AT-PS 1 91 279 ist ferner eine Laufflächenprofilierung für Diagonalreifen bekannt, die im wesentliehen aus fischgrätartig schräg angeordneten Stollen bzw. entsprechenden Schrägnuten besteht, wobei die Schrägnuten zwischen den Schrägstollen vom Randbereich zur Äquatqrialzone hin kontinuierlich breiter werden, jedoch im Äquatorialbereich selbst eine durchgehende Längsnut sowie in den daran angrenzenden Endbereichen der Schrägnuten zusätzlich kleine Schrägstollen vorgesehen sind, die entsprechend den vom Randbereich zum Äquatorialbereich zunächst zunehmenden prozentualen Flächenanteil der Schrägnuten mehr als

kompensieren, um den Bodendruck im Äquatorialbereich und damit die äquatoriale Abnutzung solcher Diagonalreifen zu verringern.

Dem DE-GM 16 87 565 ist eine herkömmliche Alternative zur Verringerung des Bodendrucks im Äquatorialbereich von Diagonalreifen für Schwerlastfahrzeuge und zur Erzielung einer gleichmäßigeren Druckverteilung in Axialrichtung zu entnehmen, gemäß der die Lauffläche mit sich über die ganze Laufstreifenbreite erstreckenden, weit voneinander beabstandeten Querstollen, die in einer Längsrippe im Seitenbereich enden, versehen ist, und die dazwischenliegenden Ausschnitte am Grund konkav profiliert sind, so daß sich beim Aufpumpen eine etwa zylindrische Gestalt der Lauffläche und damit eine etwa rechteckige Kontur der Bodenauf-Standsfläche ergibt. Die resultierende Napfform der Profilausschnitte soll dabei durch allseitige Kompression des erfaßten Erdreichs einen gleichmäßigeren Bödendruckergeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Luftreifen für Schwerlast- und Erdbewegungsfahrzeuge, die insbesondere für den Einsatz außerhalb von Straßen vorgesehen sind, so auszubilden, daß eine möglichst gleichmäßige Verteilung des Bodendrucks in der Bo-

denaufstandsfläche und damit gleichmäßige Abnutzung in Querrichtung sowie eine gute Längshaftung, insbesondere auf weichem Boden, erzielt wird.

Die Aufgabe wird gemäß dem Kennzeichen des Anspruchs gelöst

Bei den erfindungsgemäßen Luftreifen wird dadurch, daß der prozentuale Flächenanteil der durch die Nuten gegebenen Ausschnitte im Laufstreifen in der Bodenaufstandsfläche von den Rändern in Richtung auf die Äquatorialzone hin zunimmt, sowie durch die spezielle Ausbildung der Nuten eine auch in Axialrichtung sehr gleichmäßige Bodendruckverteilung erzielt. Dies verhindert eine ungleichmäßige Abnutzung der Lauffläche. Außerdem wird dadurch die Bodenhaftung verbessert.

Unter dem prozentualen Flächenanteil der Ausschnitte wird für zueinander und zur Umfangsrichtung parallele Zonen der Bodenaufstandsfläche, die in Querrichtung durch einen beliebigen Abstand (beispielsweise 1 cm) getrennt sind, der als Breiteneinheit gewählt wird, das prozentuale Verhältnis der Oberfläche der negativen Profilflächen der jeweiligen Zone zur Gesamtfläche dieser Zone verstanden, wobei der Luftreifen normal aufgeblasen und belastet ist

Der prozentuale Anteil der Ausschnitte in Laufstreifen der erfindungsgemäßen Luftreifen ist dabei so gewählt, daß die Abnahme des Bodendrucks in der Bodenaufstandsfläche von den Randzonen zur Äquatorialzone hin kompensiert wird.

Unter der Meridiankrümmung wird die am Äquator gemessene Krümmung der Laufstreifenoberfläche des bei normal aufgeblasenen Luftreifens verstanden. Wenn

A4 der äquatoriale Radius ist, so ist —die äquatoriale

Krümmung in Umfangsrichtung. Die erfindungsgemäß profilierten Luftreifen weisen Laufstreifen auf, deren Oberfläche eine Meridiankrümmung hat, die kleiner als

die Umfangskrümmung—und vorzugsweise kleiner als

1 ^R"

ist Hierbei hat die Scheitelbewehrung eine Meri-

1,5 /v£

diankrümmunp, die in analoger Weise wie die des Laufstreifens definiert wird und kleiner ist als die Umfangskrümmung— und vorzugsweise kleiner als »wobei

R l

Ra den äquatorialen Radius der Scheitelbewehrung darstellt.

Durch das Zusammenwirken der erfindungsgemäßen Profilierung mit dem Reifenunterbau, bei der Druckspitzen vermieden werden, wird eine übermäßige Erwärmung der seitlichen Zonen des Laufstreifens verhindert und die Lebensdauer entsprechend erhöht.

Bei den erfindungsgemäßen Luftreifen für Schwerlastwagen oder Erdbewegungsmaschinen, die zumindest teilweise außerhalb von Straßen verwendet werden und beispielsweise steinige oder kiesige Böden befahren, liegt der Gesamtanteil der Ausschnitte im Laufstreifen bei etwa 25% der Bodenaufstandsfläche; auf jeden Fall sollte er nicht größer sein als 40%. Der Gesamtanteil der Ausschnitte ist das prozentuale Verhältnis der Gesamtoberfläche der Ausschnitte, die du'th die Kontür der Bodenaufstandsfläche begrenzt werden, zur gesamten Aufstandsfläche bei aufgeblasenem und normal belastetem Luftreifen.

In der DE-OS 16 80 413 ist zwar bereits ein Reifenprofil für Schwerlastfahrzeuge angegeben, das in zwei Reihen beiderseits der Reifenmittellinie gegenseitig versetzt angeordnet Nuten aufweist, die aus einem am Rand des Laufstreifcns axial verlaufenden Querabschnitt und einem sich zur Reifenmitte hin anschließenden, unter einem Winkel von 40 bis 60° zur Reifenmittellinie verlaufenden schrägen Abschnitt bestehen. Diese Nuten, deren Fläche höchstens 25% der Bodenaufstandsfläche betragen kann, besitzen jedoch vom Rand des Laufstreifens zur Reifenmittelebene hin abnehmende Breite und enden praktisch an der Reifenmittellinie in einer Spitze, so daß hierdurch eine vom Laufstreifenrand zur Laufstreifenmitte hin abnehmende Bodenpressung resultiert.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigt

F i g. 1 einen schematischen Schnitt durch den Scheitelbereich eines Luftreifens mit einer Radialkarkasse und einer Scheitelbewehrung von geringer Meridiankrümmüng,

F i g. 2 und 3 den Aufbau von zu verwendenden Scheitelbewehrungen,

Fig.4 einen Teilschnitt durch einen Luftreifen der vorliegenden Art, bei dem die Scheitelbewehrung über den Laufstreifen hinausragt,

Fig.5 das Laufstreifenprofil des er^r'^dungsgemäßen Luftreifens und

F i g. 6 einen Querschnitt durch den Laufstreifen des erfindungsgemäßen Luftreifens.

F i g. 1 stellt einen Teilmeridianschnitt durch einen Luftreifen mit Radialkarkasse 1 dar. Die Scheitelbewehrung 11, die in Form eines Blockes schematisiert ist, ist aufgrund der Gummiprofile 12, die zwischen den Rändern 13 der Scheitelbewehrung 11 und der Radialkarkasse 1 angeordnet sind, praktisch ohne Meridiankrümmung; Gleiches gilt für die Oberfläche 14 des Laufstreifens 15.

In F i g. 1 sind ferner die äquatorialen Radien R_a bzw. Rb der Scheitelbewehrung 11 bzw. des Laufstreifens 15 eingezeichnet.

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

F i g. 3 zeigt ebenfalls eine Scheitelbewehrung 11, deren Randzone jedoch durch Umfalten der beiden Randzonei. 32,33 einer Lage 31 um die Ränder einer Lage 30 gebildet sind; die von den Lagen 30, 31 mit der Längsrichtung X-X' 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 Teilschnitt durch die Meridianebene eines Luftreifens mit Radialkarkasse 4 und Scheitelbewehrung 40 dargestellt, die axial über die Ränder 42 und 43 des Laufstreifens 41 hinausragt Die Scheitelbewehrung 40 wie auch die Oberfläche 4Γ des Laufstreifens 41 sind pr"ktisch zylindrisch. Die Scheitelbewehrung kann ferner auch vom Typ der F i g. 2 oder 3 sein.

Die Fig. 5 und 6 zeigen die erfindungsgeiiiäße Laufstreifenprofilierung mit Nuten 70, deren Breite von den Rändern 71 und 72 in Richtung auf die Längsachse X-X' des Laufstreifens zunimmt, die in der Äquatorialzone des Laufstreifens 7 Legt Die Nuten 70 besitzen im wesentlichen einen Querschnitt 73, dessen Breite von den Rändern in Richtung auf die Längsachse X-A"'zunimmt Es folgt ein schräg verlaufender Abschnitt 74, der wesentlich breiter ist und mit der Längsachse X-X' einen Winkel von ungefähr 55° bildet; er endet in einer großen Erweiterung 75. Diese Ptofilierung eignet sich besonders gut für solche Luftreifen, die zumindest teilwei-

se auch außerhalb normaler Straßen verwendet werden sollen.

Aus Fig. 6, die einem Radialschnitt längs der Linie IX-IX in F i g. 5 entspricht, ist ersichtlich, daß die Tiefe P der Nuten 70 zwischen den Rändern 71, 72 und der 5 Mitte des Laufstreifens 7 ungefähr konstant ist.

Die Ränder des Laufstreifens können ferner, wie dies üblich ist, unabhängig vom erfindungsgemäßen Aufbau Randeinschnitte oder Ausnehmungen wie 76 im Schulterbereich aufweisen. io

Der Erfindungsgedanke ist auf Luftreifen mit symmetrischer wie auch mit unsymmetrischer Scheitelbewehrung anwendbar.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Luftreifen für Schweriast- und Erdbewegungsfahrzeuge mit

   einer Radialkarkasse,
   einer Scheitelbewehrung und
   einem über seine Breite etwa konstant dicken Laufstreifen mit in zwei Reihen schräg zur Umfangsrichtung verlaufenden, in dieser Richtung gegeneinander versetzten Nuten und einer Meridiankrümmung, die kleiner als die Umfangskrümmung ist,