DE2909391C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Luftreifen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein solcher Luftreifen, der aus der DE-OS 16 80 409 bekannt ist, besitzt eine Radialkarkasse, die beiderends an wenigstens einem Wulstkern festgelegt ist, und eine Scheitelbewehrung, die eine schwache Meridiankrümmung hat und aus wenigstens zwei Lagen von Fäden oder Kabeln gebildet ist, welche innerhalb jeder Lage parallel und von einer Lage zur anderen gekreuzt verlaufen sowie mit der Umfangsrichtung des Reifens Winkel von höchstens 45° einschließen, wobei die Scheitelbewehrung, im Radialschnitt gesehen, gegenüber der Äquatorialebene unsymmetrisch ist. Um der am Rand auftretenden Trennung zwischen den Lagen der Laufstreifenbewehrung abzuhelfen, ist bei diesem bekannten Luftreifen ein Laufstreifen vorgesehen, der auf einer Seite des Reifens von der Laufstreifenoberfläche, die mit dem Boden in Kontakt kommen soll, axial übersteht. Dieser Überstand ist auf der Reifenseite anzubringen, die auf der Fahrzeuginnenseite liegt, da diese Seite empfindlicher gegenüber der Trennung zwischen den Lagen ist. Die auf der Außenseite des Fahrzeugs befindliche Reifenseite ist stärker Verletzungen ausgesetzt, die von äußeren Einwirkungen beim Verkehr abseits der Straße herrühren.

Trotzdem ist festzustellen, daß eine solche Asymmetrie der Laufstreifenbewehrung eine Asymmetrie des Meridianprofils der Karkasse und infolgedessen des gesamten auf einer Felge montierten sowie aufgeblasenen, jedoch unbelasteten Reifens in bezug auf die Symmetriemittelebene (äquatorial) der Wülste verursacht, insbesondere in dem Fall, in dem eine von Natur aus sehr weiche radiale Karkasse benutzt wird. Daraus folgt, daß das durch die Asymmetrie der Laufstreifenbewehrung bewirkte Kippen wenigstens teilweise durch die von der Karkasse eingenommenen Asymmetrie aufgehoben wird. Die seitliche Neigung des Scheitels verursacht in der Tat ein Kippen der Karkasse in Richtung der dem oben beschriebenen Überstand entgegengesetzten Seite. Dieses Kippen ruft eine Beanspruchung der Laufstreifenbewehrung und infolgedessen Scherbeanspruchungen zwischen den diese bildenden Lagen hervor. Diese asymmetrischen Beanspruchungen überlagern sich mit den durch das Abrollen hervorgerufenen Beanspruchungen.

Aus der DE-AS 10 16 584 ist ferner ein Luftreifen mit Radialkarkasse bekannt, der eine schmale Ringeinlage aus parallelen Fäden oder Drähten aus Metall oder einem ähnlichen Werkstoff oder aus einem Kunststoffband von hohem Polymerisationsgrad zwischen Radialkarkasse und Laufstreifenbewehrung oder aber unterhalb der Radialkarkasse aufweist.

Die Fäden dieser Ringeinlage können gegenüber der Äquatorialebene um bis zu 40° geneigt sein. Aufgrund der Ausbildung und Anordnung dieser Ringeinlage ist sie aber nicht imstande, den Dehnungsdruck der Radialkarkasse von der Laufstreifenbewehrung fernzuhalten. Vielmehr hat sie die Aufgabe, radiale Brüche des Gummis zu verhindern, welches die Drähte der Karkasse umgibt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Reifen mit asymmetrischer Anordnung der Laufstreifenbewehrung die Vorbeanspruchung dieser Laufstreifenbewehrung einerseits durch die Ausdehnung der Karkasse und andererseits durch die Asymmetrie der Vorbelastungen aufgrund des Aufblasdruckes zu beseitigen.

Ein gemäß der Erfindung dieser Aufgabe lösender Luftreifen ist im Patentanspruch 1 gekennzeichnet.

Der bei dem erfindungsgemäßen Luftreifen vorhandene Korrekturblock nimmt die Verformungskräfte auf, die die Karkasse bei den Reifen der in Betracht kommenden Art auf die Laufstreifenbewehrung überträgt, insbesondere in der Zone, in der die beiden Bewehrungen parallel verlaufen. Die Karkasse bewahrt somit ein in bezug auf die Äquatorialebene symmetrisches Meridianprofil trotz der Asymmetrie der Laufstreifenbewehrung. Dabei bleiben die auf diese Asymmetrie zurückzuführenden Vorteile erhalten. Gleichzeitig wird die gesamte Laufstreifenbewehrung von den durch das Aufblasen des Reifens verursachten schädlichen Vorspannungen befreit.

Die sehr wenig dehnbaren Kabel bestehen vorzugsweise aus Stahldrähten und haben einen großen Verseilschlag, der zwischen dem 12- bis 20fachen des scheinbaren Kabeldurchmessers liegt, sowie eine Relativdehnung von unter 0,2% bei einer Belastung von 10% der Bruchlast des Kabels. Die Kabel des Korrekturblocks sind in jeder Lage vorzugsweise auch fugendicht angeordnet.

Um eine optimale Abschirmung gegen die Übertragung von Spannungen zu erreichen, die vom Druck der Karkassenbewehrung herrühren und unter Berücksichtigung der Tatsache, daß kein Lagenverstärkungselement, weder aus Stahl noch aus Glasfasern, in der Praxis undehnbar ist, ist vorgesehen, die Lagenverstärkungselemente des Korrekturblocks mit einem Winkel gegenüber der Umfangsrichtung anzuordnen, der von 0° verschieden ist. Die gekreuzten Lagen haben in der Tat die Neigung, die Meridiankrümmung des Korrekturblocks unter der Wirkung eines Innendrucks zu verringern. Diese Krümmung ist eine Funktion der Neigung der Kabel des Korrekturblocks gegenüber der Reifenlängsrichtung.

Um die Eigenschaften der Laufstreifenbewehrung zu bewahren, ist es wichtig, daß die Breite des Korrekturblocks zwischen 60% und wenigstens 100% der Breite der Parallelitätszone zwischen der Karkasse und der Laufstreifenbewehrung beträgt, und vorteilhaft, wenn der Korrekturblock eine Äquatorialzone zwischen 5% und 80% der maximalen axialen Breite der Karkasse einnimmt, insbesondere zwischen 12% und 20% bei einem Verhältnis H/B nahe 1, zwischen 24% und 40% für ein Verhältnis H/B nahe 0,75 und zwischen 45% und 80% für ein Verhältnis H/B nahe 0,3, wobei H die Höhe des Reifens auf der Felge und B die maximale axiale Breite des Reifens ist.

Die Breite einer Lage des Korrekturblocks kann kleiner sein als die Breite der anderen Lage, und zwar in einem Verhältnis zwischen 0% und 10% der Breite der anderen Lage.

Ausführungsformen der Erfindung werden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen Radialschnitt eines Reifenscheitels, dem eine Draufsicht der für das Verständnis der Erfindung wesentlichen Lagen hinzugefügt ist,

Fig. 2 einen Radialschnitt einer Ausführungsvariante des in Fig. 1 dargestellten Korrekturblocks und

Fig. 3 einen Radialschnitt eines Luftreifens mit Radialkarkasse, dessen Laufstreifenbewehrung axial über den Laufstreifen hinausragt.

Der Luftreifen 1, von dem in der Fig. 1 nur der Scheitel dargestellt ist, weist eine Karkasse 2 auf, die aus zwei übereinander geordneten Lagen 21, 22 gebildet ist. Die beiden Lagen 21, 22 sind gestrichelt dargestellt. Die Äquatorialebene entsprechend der Schnittlinie X-X′ bildet gleichzeitig die Mittelebene der (nicht dargestellten) Wülste, die in an sich bekannter Weise die Seitenwände 10 des Luftreifens beenden und in denen sich jeweils ein Wulstkern befindet, um den die beiden Lagen 21, 22 in üblicher Weise umgeschlagen sind. Der Luftreifen 1 weist außerdem einen Laufstreifen 3 auf, der mit einer Bewehrung 4 aus zwei gekreuzten, aus Fäden oder Kabeln bestehenden Lagen 41, 42 versehen ist. Die Laufstreifenbewehrung 4 verläuft parallel zur Karkasse 2 entlang einer Äquatorialzone der Breite L; über diese Äquatorialzone hinaus hat die Laufstreifenbewehrung die Meridiankrümmung, welche geringer ist als die der Karkassenbewehrung 2. Die Asymmetrie der Scheitelbewehrung 4 besteht in diesem Ausführungsbeispiel darin, daß die Abschnitte 43 und 44 dieser Bewehrung beiderends der Äquatorialebene mit der Schnittlinie X-X′ unterschiedliche Breiten haben. Der Korrekturblock 5 ist auf die Äquatorialebene entsprechend der Schnittlinie X-X′ zentriert; er ist zwischen der Karkasse 2 und der Laufstreifenbewehrung 4 parallel zur Karkasse 2 angeordnet, wobei seine Breite l 1 kleiner ist als die Breite L der Äquatorialzone, entlang der die Laufstreifenbewehrung 4 parallel zur Karkasse 2 verläuft. Der Korrekturblock 5 ist aus zwei Lagen 51 und 52 gebildet. Die Lage 51 der Breite l 1 ist breiter als die radial äußere Lage 52 (Breite l 2). Der Winkel α der Kabel, die die Lagen 51 und 52 des Korrekturblocks 5 bilden, liegt unter einem Viertel des Winkels γ der Lage 42 der Laufstreifenbewehrung 4, wobei der Winkel γ selbst kleiner ist als der Winkel β, den die Lage 41 mit der Reifenlängsrichtung einschließt, die parallel zur Schnittlinie X-X′ der Äquatorialebene verläuft.

Um der Klarheit der Zeichnungsdarstellung willen sind die Fäden oder Kabel der Scheitelbewehrung durch gerade Linien mit vergrößertem Abstand dargestellt. Die wenig dehnbaren Kabel des Korrekturblocks 5 sind demgegenüber durch enger angenäherte Linien dargestellt, um zu zeigen, daß diese Kabel vorzugsweise fugendicht angeordnet sind.

Die Spannung T, bezogen auf die Breiteneinheit, gemessen in Axialrichtung, die auf eine Lage durch die Karkassenbewehrung ausgeübt wird, kann in erster Annäherung mit Hilfe der Formel

berechnet werden. In dieser Formel ist p der Aufblasdruck des Reifens, R der Radius der Lage in bezug auf die Rotationsachse des Reifens und α der Winkel, den die Kabel der Lage gegenüber der Längsrichtung einnehmen. Diese Formel zeigt, warum die Erfindung im Korrekturblock die Verwendung von Winkeln α vorsieht, die unterhalb vorzugsweise der Hälfte des kleinsten bei der Laufstreifenbewehrung verwendeten Winkels liegen. Die Spannung T einer Lage des Korrekturblocks liegt somit immer unter der Spannung der Lage der Laufstreifenbewehrung, die mit dem kleinsten Winkel verläuft. Die Längung des Korrekturblocks unter der Wirkung der Spannung, die von der Karkasse hervorgerufen wird, ist dadurch schwächer. Damit wird die Übertragung dieser Spannung auf die Laufstreifenbewehrung vermieden.

Die Fig. 2 zeigt einen Korrekturblock 5′, dessen zwei Lagen aus einer einzigen Bahn 53 gebildet sind, deren Ränder 54 und 55 so umgefaltet sind, daß sie entlang eines Parallelkreises wie dem Kreis 56 aneinanderstoßen.

Der Luftreifen 30 in Fig. 3 hat eine radiale Karkasse 31, die aus einer Lage von Stahlkabeln gebildet ist, welche beiderseits um einen Kern 32 in jeder Wulst 33 herumgeschlagen sind. Diese Bewehrung 31 ist durch eine durchgehende Linie dargestellt, um zu zeigen, daß sie radial verläuft.

Die Bewehrung 34 des Laufstreifens 35 umfaßt eine Lage 36 aus Stahlkabeln, die entlang eines Parallelkreises 37 auf der entgegengesetzten Seite in bezug auf die Äquatorialebene mit der Schnittlinie X-X′ des Teils 38 der Bewehrung 34, der axial über die Oberfläche 39 des Laufstreifens 35 vorsteht, umgefaltet ist. Die Karkasse 31 und die Laufstreifenbewehrung 34 sind entlang einer Äquatorialzone der Breite L parallel. Die Laufstreifenbewehrung 34 hat eine schwache Meridiankrümmung, die kleiner ist als die der Karkasse 31.

Der Korrekturblock 6 ist wie der in Fig. 1 eingefügt und dimensioniert, ist jedoch hier durch eine auf sich selbst zurückgefaltete Lage 61 gebildet. Der Faltrand 62 ist auf der gleichen Seite der Äquatorialebene X-X′ angeordnet wie der Faltrand der Laufstreifenbewehrung 34.

Wenn auch in der vorangehenden Beschreibung und in den Ansprüchen auf den kleinsten für die Lagen der Laufstreifenbewehrung gegenüber der Längsrichtung benutzten Winkel Bezug genommen ist, ist die Erfindung gleichermaßen für den Fall anwendbar, daß die in Frage kommenden Lagen mit der genannten Richtung gleiche Winkel (in Absolutwerten) einschließen. In diesem Fall muß der Winkel, den die Kabel des Korrekturblocks gegenüber der Längsrichtung einnehmen, kleiner sein als der Winkel der Lagen der Laufstreifenbewehrung.

Claims (7)

1. Luftreifen für geländegängige Schwer- und Schwerlast- Fahrzeuge mit einer Radialkarkasse, die beiderends um wenigstens einen Wulstkern herum festgelegt ist, sowie mit einer Laufstreifenbewehrung, die eine schwache Meridiankrümmung aufweist, gegenüber der Mittelebene der Wülste asymmetrisch und entlang einer Äquatorialzone parallel zur Karkassenbewehrung sowie aus wenigstens zwei Lagen von Fäden oder Kabeln gebildet ist, die innerhalb einer jeden Lage parallel und von einer Lage zur anderen gekreuzt verlaufen und dabei Winkel mit der Reifenlängsrichtung einschließen, die kleiner als 45° sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Karkasse (2) und der Laufstreifenbewehrung (4) ein Korrekturblock (5) angeordnet ist, der die folgende Kombination von Merkmalen aufweist:

• - Der Korrekturblock ist aus zwei Lagen (51, 52) von Stahlkabeln gebildet, die eine Relaltivdehnung von 2% bei einer Belastung von 10% der Bruchlast aufweisen, innerhalb einer jeden Lage parallel und von einer Lage zur anderen gekreuzt verlaufen unter entgegengesetzten Winkeln zwischen 5° und 10° zur Längsrichtung, die höchstens einem Drittel des kleinsten bei der Laufstreifenbewehrung (4) verwendeten Winkels entsprechen;
• - der Korrekturblock (5) liegt parallel zur Karkasse (2), vorzugsweise auf die Mittelebene zentriert und weist eine Breite auf, die zwischen 60% und 100% der Breite der Zone beträgt, entlang der die Laufstreifenbewehrung (4) parallel zur Karkasse (2) liegt.

2. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stahlkabel der beiden Lagen (51, 52) des Korrekturblocks (5) fugendicht angeordnet sind.

3. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stahlkabel der beiden Lagen (51, 52) des Korrekturblocks (5) einen Verseilschlag aufweisen, der zwischen dem 12- bis 20fachen des scheinbaren Kabeldurchmessers beträgt.

4. Luftreifen nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lage (52) des Korrekturblocks (5) eine bis zu 10% geringere Breite als die andere Lage (51) aufweist.

5. Luftreifen nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Korrekturblock (5) aus einer gefalteten Lage (53) gebildet ist.

6. Luftreifen nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Korrekturblocks (5) zwischen 5% und 80% der maximalen axialen Breite der Karkassenbewehrung (2) liegt und insbesondere zwischen 12% und 20% für ein Verhältnis H/B nahe 1, zwischen 24% und 40% für ein Verhältnis H/B nahe 0,75 und 45% bis 80% für ein Verhältnis H/B nahe 0,3 beträgt.

7. Luftreifen nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Korrekturblock (6) einer Laufstreifenbewehrung (34) zugeordnet ist, die in einem einseitig axial vorstehenden Rand des Laufstreifens (35) ausläuft, wobei der Korrekturblock (6) eine gefaltete Lage (61) aufweist, deren Faltstelle (62) auf der dem vorstehenden Rand entgegengesetzten Seite liegt.