DE2909392C2 - - Google Patents

Description

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

Ein solcher Luftreifen, der aus der DE-OS 16 80 415 bekannt ist, besitzt eine radiale Karkasse, die beiderends an wenigstens einem Wulstkern verankert ist, sowie eine Laufstreifenbewehrung, die eine etwa die Breite des Laufstreifens aufweisende ununterbrochene Arbeitslage umfaßt, welche zwischen zwei anderen Arbeitslagen angeordnet ist, von der die eine sich nahezu über die eine halbe Breite und die andere sich nahezu über die andere halbe Breite des Laufstreifens erstreckt, wobei die Fäden oder Kabel einer jeden Lage parallel zueinander, von einer Lage zur nächsten jedoch gekreuzt verlaufen.

Derartige Luftreifen sollen der einseitigen Abnutzung der Laufstreifen durch die Übertragung von Belastungen, welche durch die Wölbung der Straßen verursacht wird, abhelfen. Diese Wölbung ist für den Ablauf des Wassers notwendig. Die Abhilfe besteht in der Verwendung einer radial äußeren Arbeitslage, die in den rechten Reifen nach links und in den linken Reifen des Fahrzeugs nach rechts ausgerichtet ist. Um die Herstellung zweier Reifensorten zu vermeiden, wird in der genannten Druckschrift die Verwendung einer Laufstreifenbewehrung der vorangehend beschriebenen Art vorgeschlagen. Unter einer Arbeitslage versteht man eine Lage, deren Fäden oder Kabel einen Winkel von unter 45 Grad gegenüber der Längsrichtung einnehmen.

Derartige Luftreifen helfen zwar einer unregelmäßigen, durch die Straßenwölbung oder äquivalente Laufbedingungen verursachten Abnutzung gut ab, wobei eine seitliche Neigung des Reifens ständig durch einen Schräglauf der Bodenaufstandsfläche und eine entsprechende Abnutzung des Laufstreifens aufgehoben wird, jedoch fehlt es ihnen an Widerstandsfähigkeit. Dieser Mangel äußert sich besonders in Kabelbrüchen der in der Äquatorialzone ununterbrochenen Lage. Dieser Nachteil ergibt sich dadurch, daß die Kabel der ununterbrochenen Lage, die etwa die Breite des Laufstreifens hat, einer Spannung unterworfen sind, die am Reifenäquator maximal ist. Diese Spannung wird durch den radialen Expansionsdruck der Karkasse unter der Wirkung des Aufblasdruckes verursacht. Eine radiale Karkasse neigt natürlicherweise zu einer gleichzeitigen Vergrößerung ihrer Krümmung und ihres Äquatorialdurchmessers, wie dies allgemein bekannt ist.

Aus der DE-AS 10 16 584 ist ferner ein Luftreifen mit Radialkarkasse bekannt, bei dem eine schmale Ringeinlage aus Fäden, Metalldrähten oder aus einem Kunststoffband zwischen Scheitelbewehrung und Karkasse oder aber unter der Karkasse angeordnet ist. Sofern die Ringeinlage aus Fäden oder Drähten gebildet ist, können diese Fäden oder Drähte einen Neigungswinkel bis zu 40 Grad zur Längsrichtung des Luftreifens aufweisen. Eine solche schmale Ringeinlage ist aber nicht geeignet, den radialen Expansionsdruck abzufangen, den die Radialkarkasse unter der Wirkung des Aufblasdruckes auf die Scheitelbewehrung ausübt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Luftreifen der eingangs angegebenen Art den durch den Aufblasdruck verursachten radialen Expansionsdruck der Karkasse von der Scheitelbewehrung fernzuhalten.

Ein gemäß der Erfindung diese Aufgabe lösender Luftreifen ist im Patentanspruch 1 gekennzeichnet. Bei dem erfindungsgemäßen Luftreifen ist der Begrenzungsblock aufgrund seiner Ausbildung und Anordnung imstande, den Dehnungsdruck der Radialkarkasse von der Laufstreifenbewehrung fernzuhalten. Zu diesem Zweck besteht der Begrenzungsblock aus Kabeln, die eine sehr geringe Dehnbarkeit aufweisen. Vorzugsweise haben die verwendeten Kabel einen großen Seilschlag, der zwischen dem 12- und 20fachen des scheinbaren Kabeldurchmessers liegt. Weiterhin sind die Kabel vorzugsweise fugendicht angeordnet.

Um eine optimale Abschirmung gegen eine Übertragung der vom Druck der Karkasse herrührenden Spannungen zu erreichen, und angesichts der Tatsache, daß kein Lagenverstärkungselement, weder aus Stahl noch aus Glasfasern, praktisch undehnbar ist, sieht die Erfindung vor, die Verstärkungselemente der Lagen des Begrenzungsblocks in einem Winkel gegenüber der Umfangsrichtung anzuordnen, der von Null Grad verschieden ist. Die gekreuzten Lagen haben in der Tat die Neigung, die Meridiankrümmung des Begrenzungsblocks unter der Wirkung eines Innendrucks zu verringern.

Unter der Wirkung des radialen Drucks der Karkasse nimmt der Begrenzungsblock eine Krümmung ein, die sich mit der Neigung der Lagen des Begrenzungsblocks vergrößert oder verkleinert.

Die Spannung T, bezogen auf die in axialem Sinne gemessene Breiteneinheit, welche durch die Karkasse auf eine Lage ausgeübt wird, kann in erster Annäherung mit Hilfe der Formel

bestimmt werden.

In dieser Formel bedeutet p der Aufblasdruck des Reifens, R der Radius der Lage in bezug auf die Rotationsachse des Reifens und a der Winkel, den die Kabel der Lage gegenüber der Längsrichtung einnehmen.

Diese Formel zeigt, warum die Erfindung im Begrenzungsblock die Verwendung von Winkeln α vorsieht, welche höchstens gleich der Hälfte des kleinsten in der Laufstreifenbewehrung verwendeten Winkels sind. Auf diese Weise liegt die Spannung T einer Lage des Begrenzungsblocks immer unter der Spannung der Lage, die den kleinsten Winkel in der Laufstreifenbewehrung einnimmt. Die Längung des Begrenzungsblocks unter der Wirkung der von der Karkasse verursachten Spannung ist demnach schwächer. Das vermeidet die Übertragung dieser Spannung auf die Laufstreifenbewehrung.

Vorzugsweise bedeckt der Begrenzungsblock eine Äquatorialzone mit einer Breite, die zwischen 5 und 80% der maximalen axialen Breite der Karkasse 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 zwischen 45 und 80% für ein Verhältnis H/B nahe 0,3, wobei H die radiale Höhe des Luftreifens auf seiner Felge und B die maximale axiale Breite der Karkasse ist.

Vorzugsweise verwendet man weiterhin für den Begrenzungsblock eine Lage, deren Breite zwischen 100 und 90% der anderen Lage liegt. Man kann aber auch eine Lage verwenden, deren Ränder so umgefaltet sind, daß sie sich entlang eines Parallelkreises treffen, oder eine Lage, die auf sich selbst umgefaltet ist.

Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend an Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 einen Radialschnitt eines mit einem aus zwei Lagen bestehenden Begrenzungsblock versehenen Scheitels eines Luftreifens, dem eine Draufsicht von für das Verständnis der Erfindung wesentlichen Kabellagen hinzugefügt ist und

Fig. 2 einen Radialschnitt eines anderen Scheitels eines erfindungsgemäßen Luftreifens, bei dem die Lagen der Laufstreifenbewehrung und die Lagen des Begrenzungsblocks jeweils durch Faltung einer einzigen Lage hergestellt sind.

Der Luftreifen 1, dessen Scheitel im Radialschnitt in Fig. 1 dargestellt ist, weist eine radiale Karkasse 2, einen Laufstreifen 3, eine Laufstreifenbewehrung 4 und einen Begrenzungsblock 5 auf.

Die Karkasse 2 ist in an sich bekannter und nicht dargestellter Weise in den Reifenwülsten festgelegt. Die Laufstreifenbewehrung 4 ist aus drei übereinander angeordneten Lagen 41, 42 und 43 gebildet. Die Lage 42 hat nahezu die gleiche Breite wie der Laufstreifen 3, während die Lagen 41 und 43 annähernd die Hälfte dieser Breite aufweisen. Die Lage 42 ist zwischen den Lagen 41 und 43 angeordnet, die ihrerseits jeweils auf einer Seite der Äquatorialebene mit der Schnittlinie X-X′ mit der Zeichnungsebene angeordnet sind. Die Fäden oder Kabel der Lage 42 verlaufen gegenüber denen der Lagen 41 und 43 gekreuzt und bilden mit der Längsrichtung parallel zur Äquatorialebene X-X′ spitze Winkel β.

Der Begrenzungsblock 5 ist aus zwei Lagen 51, 52 zwischen den Bewehrungen 2 und 4 gebildet. Die radial äußere Lage 52 hat eine Breite l₂ die unter der Breite l₁ der anderen Lage 51 liegt. Der Begrenzungsblock 5 ist parallel zur Karkasse 2 und auf die Äquatorialebene mit der Schnittgeraden X-X′ zentriert. Die Breite l₁ des Begrenzungsblocks 5 liegt unter der Breite L der Äquatorialzone, entlang der zwischen der Laufstreifenbewehrung 4 und der Karkasse 2 Parallelität besteht. Die Kabel der Lagen 51 und 52 liegen innerhalb jeder Lage praktisch fugendicht aneinander und nehmen gegenüber der Längsrichtung Winkel -α und +α ein, die kleiner sind als die Hälfte des Winkels β der Kabel der Lage 42.

Die in der Fig. 2 dargestellte Laufstreifenbewehrung 4′ und der Begrenzungsblock 5′ unterscheiden sich gegenüber der Bewehrung 4 und gegenüber dem Block 5 gemäß Fig. 1 in zweierlei Hinsicht. Zunächst ist die Laufstreifenbewehrung 4′ durch eine Lage 7 gebildet, die radial nach außen (Bahn 7′) und radial nach innen (Bahn 7′′) umgefaltet ist. Darüber hinaus ist der Begrenzungsblock 5′ dadurch gebildet, daß die Ränder 8′ und 8′′ einer Lage 8 so gefaltet sind, daß sie entlang eines Parallelkreises fugendicht aneinanderstoßen, beispielsweise entlang dem Kreis 9, der mit der Äquatorialebene X-X′ des Reifens zusammenfällt.

Zwar wird in der vorangehenden Beschreibung und in den Ansprüchen auf den kleinsten Winkel Bezug genommen, der für die Anordnung der Lagen der Laufstreifenbewehrung gegenüber der Längsrichtung verwendet wird, jedoch ist die Erfindung auch gleichermaßen in dem Fall anwendbar, in dem die in Frage kommenden Lagen mit der genannten Richtung gleiche Winkel (im Absolutwert) einnehmen, derart, daß der Winkel, den die Kabel des Begrenzungsblocks gegenüber der Längsrichtung einnehmen, kleiner sein muß als der Winkel (und nicht kleiner als der kleinste Winkel) der Lagen der Laufstreifenbewehrung.

Die erfindungsgemäßen Reifen eignen sich besonders für Straßenfahrzeuge oder für Fahrzeuge, die unter einer starken seitlichen Neigung oder unter einem großen Schräglaufwinkel fahren.

Claims (7)

1. Luftreifen mit einer Radialkarkasse und mit einer Laufstreifenbewehrung, die eine Lage aufweist, welche sich nahezu über die Breite des Laufstreifens erstreckt und zwischen zwei anderen Lagen angeordnet ist, von denen sich die eine über nahezu eine halbe Breite und die andere sich nahezu über die andere halbe Breite des Laufstreifens erstreckt, wobei die Fäden oder Kabel einer jeden Lage parallel zueinander sowie von einer Lage zur nächsten gekreuzt verlaufen und dabei Winkel gegenüber der Längsrichtung des Laufstreifens einnehmen, die unter 45° liegen, und wobei die Laufstreifenbewehrung und die Karkasse entlang einer Äquatorialzone parallel zueinander sind, dadurch gekennzeichnet, daß in einer auf den Äquator (XX) zentrierten Zone (Breite = l₁) zwischen der Karkasse (2) und der Laufstreifenbewehrung (4, 4′) ein Begrenzungsblock (5, 5′) vorhanden ist, der die folgende Kombination von Merkmalen aufweist:

• - Der Begrenzungsblock ist aus zwei zur Karkasse (2) parallelen, übereinander angeordneten Lagen (51, 52; 8, 8′, 8′′) gebildet, deren axiale Breite zwischen 60% und 100% der Breite der Äquatorialzone (L) beträgt, entlang der die Laufstreifenbewehrung (4, 4′) parallel zur Karkasse (2) ist;
• - der Begrenzungsblock (5, 5′) besteht aus Kabeln, die eine relative Dehnung unter 0,2% bei einer Belastung von 10% der Bruchlast aufweisen und innerhalb einer jeden Lage parallel zueinander, von einer Lage zur anderen Lage jedoch gekreuzt verlaufen sowie gegenüber der Längsrichtung entgegengesetzte Winkel (- α, +a ) bilden, deren Absolutwert höchstens gleich der Hälfte des Winkels ( β ) ist, unter dem die Laufstreifenbewehrung (4, 4′) verläuft, und die zwischen 5° und 10° betragen.

2. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Begrenzungsblock eine axiale Breite (l₁) hat, die zwischen 5 und 80% der maximalen Axialbreite der Karkassenbewegung liegt, 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 zwischen 45 und 80% für ein Verhältnis H/B nahe 0,3.

3. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabel einen Seilschlag aufweisen, der zwischen dem 12- und 20fachen des scheinbaren Durchmessers des Kabels beträgt.

4. Luftreifen nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabel des Begrenzungsblocks (5, 5′) fugendicht angeordnet sind.

5. Luftreifen nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lage (52) des Begrenzungsblocks (5) eine Breite hat, die zwischen 100 und 90% der Breite der anderen Lage (51) liegt.

6. Luftreifen nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Begrenzungsblock (5′) von einer gefalteten Lage (8) gebildet ist.

7. Luftreifen nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß er für eine Verwendung bei Straßenfahrzeugen oder bei Fahrzeugen bestimmt ist, die mit einer starken seitlichen Neigung oder einem großen Schräglaufwinkel fahren.