DE2921822A1

DE2921822A1 - Reserveluftreifen

Info

Publication number: DE2921822A1
Application number: DE19792921822
Authority: DE
Inventors: Nichtnennung Beantragt
Original assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Current assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Priority date: 1978-06-05
Filing date: 1979-05-29
Publication date: 1979-12-06
Also published as: LU81362A1; AU523091B2; NL178146B; DE2921822C2; IT1118752B; NL7904371A; GB2022033B; BR7903537A; NL178146C; JPS54159903A; ES481180A1; BE876687A; GB2022033A; AU4773479A; IT7968201A0; FR2427916A1; CA1100856A; FR2427916B1; US4261406A

Description

	Patentanwälte	2921	Dipl.-lng.	822
Dipl.-lng.	Dipl.-Chem.	G. Leiser
E. Prinz	Dr. G. Hauser
	Ernsbergerstrasse 19
	8 München 60	29. Mai
		1979

MICHELIN & CIE

(Compagnie Generale des Etablissements MICHELIN)

Clermont-Ferrand, Frankreich Unser Zeichen; M 1467

Reserveluftreifen

Die Erfindung bezieht sich auf Luftreifen mit einer Radialkarkasse, die in jeder Wulst an wenigstens einem Wulstkern verankert istf und mit einer Scheitelbewehrxmg, die von wenigstens zwei Lagen gebildet wird, welche in jeder Lage parallele Kabel enthalten, die sich lagenweise kreuzen und mit der Längsrichtung des Luftreifens spitze Winkel einschließen.

Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf einen Luftreifen, welcher in der Lage ist, in nicht aufgeblasenem Zustand einen geringeren Platz einzunehmen, Jedoch unter dem Einfluß der eingeblasenen Druckluft seine endgültige axiale Breite und seinen endgültigen Durchmesser einzunehmen, so daß er als Reservereifen anstelle eines normalen Reifens dienen kann.

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Nach der US-Patentschrift 1 388 382 ist es bekannt, beim Vulkanisieren eines Luftreifens mit gekreuzter Karkasse in einer Form den Seitenwänden des Reifens im Querschnitt ein gefaltetes Profil zu geben. Wenn man diesen auf einer Felge montierten Reifen aufbläst, so dehnt er sich radial aus und die Faltenform der Seitenwände verschwindet. Beim Ablassen der Luft nehmen die Seitenwände dagegen wieder ihre gefaltete Form an, so daß der Reifen unter dem Einfluß der Elastizität des Kautschuks erneut sein ursprüngliches flaches Profil hat.

Aufblasbare Reservereifen, die in dieser Weise konstruiert sind, sind in mehreren Ausführungen im Handel erhältlich. Diese Reifen haben eine gekreuzte Karkasse. Nun verbietet aber der hohe Schräglaufkoeffizient der Radialreifen, mit welchen Kraftfahrzeuge in der Regel bestückt sind, die gleichzeitige Verwendung an einem Fahrzeug eines Luftreifens mit gekreuzter Karkasse und eines Luftreifens mit radialer Karkasse, selbst wenn sich diese gleichzeitige Verwendung nur über einen kurzen Zeitraum erstreckt; sie sollte daher aus Sicherheits- und Vorschriftsgründen unterbleiben.

Ein Reservereifen mit radialer Karkasse und einer aus wenigstens zwei Lagen aus in jeder Lage parallelen, jedoch lagenweise gekreuzten und mit der Längsrichtung einen spitzen Winkel einschließenden Fäden oder Drähten gebildeten Scheitelbewehrung ist jedoch, wenn er in der oben beschriebenen Weise geformt und vulkanisiert wird, radial nicht ausdehnbar. Die Scheitellagen stellen nämlich mit der Karkassenbewehrung ein nicht verformbares Dreiecksgebilde dar.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Luftreifen mit einer radialen Karkasse und einer Scheitelbewehrung zu schaffen, weicher durch Aufblasen radial zu entfalten ist und dann

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einen Radialreifen bildet, welcher Eigenschaften hat, die denjenigen üblicher Radialreifen, welche er ersetzen soll, ;" vergleichbar sind.

Die lösung der Aufgabe besteht grundsätzlich darin, eine Scheitelbewehrung zu verwenden, die beim Aufblasen des Reifens sich unter dem Aufblasdruck in der Längsrichtung dehnt, ohne sich jedoch dabei in der Axialrichtung zusammenzuziehen, d.h. also ohne die Kabel der Karkassenbewehrung Druckbeanspruchungen auszusetzen.

Gemäß der Erfindung kennzeichnet sich ein Radialreifen der angegebenen Art dadurch, daß die Lagen der Scheitelbewehrung Kabel enthalten, deren Dehnungskurve bei Streckbelastung zwei aneinander anschließende Abschnitte hat, von denen der erste von der Dehnung null bis zu einer relativen

Dehnung a = ^sin ^O = ^R1 . ⁰⁰⁸^p reicht, während der zweite ein OC₁ T

Abschnitt von dem relativen Dehnungswert a ausgeht, wobei die Änderung der Streckkraft in Abhängigkeit von der relativen Dehnung im ersten Abschnitt gering und im zweiten Abschnitt groß ist,- so daß das Kabel von dem Dehnungswert a ab den Dehnungswiderstand eines üblichen Kabels hat.

In der vorstehenden Gleichung ist R_Q der Radius der Scheitelbewehrung des zusammengefalteten, also nicht aufgeblasenen Reifens und R₁ der Radius des durch Aufblasen bis zu seinem Betriebsprofil ausgedehnten Reifens. ^₀ ist der Winkel der. den im absoluten Wert kleinsten Winkel mit der Längsrichtung einschließenden Scheitellage, wenn der Luftreifen zusammengefaltet ist, während unter ^₁ der gleiche Winkel bei aufgeblasenem Luftreifen zu verstehen ist.

COby

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Wenn der Reifen auf seinen Betriebsdruck aufgeblasen ist, um als Reservereifen zu dienen, und die Scheitelbewehrung den Radius R₁ erreicht hat, so weisen also die Kabel der Scheitelbewehrung den oben genannten relativen Dehnungswert a und einen üblichen Dehnungswiderstand auf. Andererseits hat die Scheltelbewehrung bei ihrer Dehnung um eine Strecke 2 IT (R₁ - Rq) die Breite behalten, die sie ursprünglich aufwies, als ihr Radius gleich Rq war.

Der weiteren Erläuterung der Erfindung und der Darstellung von Ausführungsbeispielen dient die Zeichnung. In dieser sind:

Pig. 1. eine schematische D_arstellung der relativen Längsdehnung der Scheitelbewehrung ohne axiale Zusammenziehung derselben,

Pig. 2 ein Diagramm der relativen Dehnung eines für die Erfindung geeigneten Kabels,

Pig.3 u.4 Radialschnitte durch einen Reifen gemäß der Erfindung vor (Pig. 3) und nach (Pig. 4) dem Aufblasen des Reifens und

Pig.5 u.6 Ansichten von Kabelstücken mit großer anfänglicher Relativdehnung.

Es stellt Lq symbolisch die Länge der Scheitelbewehrung des erfindungsgemäßen Luftreifens in zusammengefaltetem, also nicht aufgeblasenem Zustand und L₁ die Länge der Scheitelbewehrung unter dem Betriebsdruck des aufgeblasenen Reifens dar. Vor dem Aufblasen hat die Scheitellage mit dem kleinsten Winkel Kabel, die mit der Längsrichtung einen Winkel_C<:

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bilden. Nach dem Aufblasen ist der Winkel A_n der Winkel <X* geworden. Die relative Dehnung A der Scheitelbewehrung ist

L R
gleich 1 = 1, d.h. also gleich dem Verhältnis der Radien

¹^ ^

der Scheitelbewehrung vor und nach dem Aufblasen. Die relative Dehnung a eines Kabels von der Länge I_n zu der Länge 1- ist

gleich ^5ira*O. \ bezeichnet die axiale Breite der Scheitelst^

bewehrung, welche gemäß der Erfindung konstant ist. Im übrigen gilt:

A = ^t^0 = a ^cos*1 = ^R1 und a = *1 ^cos*0.

Mit Hilfe der vorstehenden Beziehungen ist es möglich, für die Scheitelbewehrung einen geeigneten Winkel 0C₁ (etwa zwischen 15 und 30⁰C) zu wählen, damit der Reifen gemäß der Erfindung in aufgeblasenem Zustand das Fahrverhalten eines Radialreifens und insbesondere einen angemessenen Schräglaufkoeffizienten aufweist. Gute Ergebnisse wurden mit einem Winkel Oi₁ von 23° erzielt.

Die vorstehenden Beziehungen erlauben weiterhin, die relative Dehnung a der Kabel beim Aufblasen des Reifens zwischen dem Radius R_n und dem Radius R₁ zu bestimmen. Gemäß Fig. 2 wird der Wert a, ausgehend von dem.Punkt (A=O, F=O) am Ende des Abschnittes- 20 der Kurve der Dehnungskräfte F, in Abhängigkeit von den Längungen A erreicht. Die Dehnungskraft F₁ ist verhältnismäßig klein. Das gleiche gilt für den Anstieg des Abschnittes 20. Von dem Punkt mit den Koordinaten A = a und F = F₁ ab hat der Abschnitt 21 der Kurve 2 jedoch gemäß der Erfindung einen sehr steilen Anstieg, welcher dem Dehnungswiderstand eines üblichen textlien oder metallischen Kabels entspricht. Dadurch erhält der Reservereifen das Fahrverhalten des__normalen.Reifens, den er vorübergehend ersetzen soll. Zur Vereinfachung der Fig. 2 sind die Abschnitte 20 und 21 gerad-

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linig gezeichnet und der Punkt mit den Koordinaten a und P₁ ist als Knickstelle dargestellt. In Wirklichkeit sind die beiden Abschnitte 20 und 21 jedoch leicht gebogen unfl der Punkt mit den Koordinaten a und P₁ wird durch einen kurzen und stark gebogenen, punktiert eingezeichneten Verbindungsabschnitt 22 gebildet.

Es können für die Erfindung elastische Metallkabel verwendet werden, bei deren Herstellung Litzen überdreht und dann zur Erzielung eines gewissen Abstandes wieder aufgedreht werden, wobei man die Litzen aus Stahldrähten kleinen Durchmessers nach den amerikanischen Patentschriften 3 090 189 und 3 090 190 aufbaut. Es ist aber auch möglich, übliche Stahlkabel 5 zu verwenden, die gemäß Pig. 5 gewellt werden, bevor man daraus unter Einhüllung in ein Elastomer durch Kalandrierung Kabellagen herstellt. Pernerhin kann man Kabel 6 nach Pig. 6 verwenden, die eine Seele 7 haben, um welche schraubenförmig mit geeigneter Steigung ein übliches metallisches oder textiles Verstärkungskabel herumgewickelt ist. Die Seele 7 kann so beschaffen sein, daß sie eine geringe Bruchfestigkeit hat. Bei einer abgeänderten Ausführungsform kann die Seele 7 sehr dehnbar sein, indem sie beispielsweise aus Polyamid besteht. Wenn man den Reifen ausdehnt, so rollt sich eine solche sehr dehnbare Seele 7 um das Kabel 8 herum.

Der Reservereifen 10 gemäß der Erfindung kann mit dem in Pig. 3 dargestellten Querschnittsprofil vulkanisiert werden, welches dem nicht aufgeblasenen Zustand mit dem Radius R₀ entspricht. Wenn der Reifen auf eine Pelge 11 montiert- und aufgeblasen wird, so nimmt er den Radius R₁ \> R_ (Pig_# 4) an, welcher dem Reifen entspricht, der ersetzt werden soll. Der Reservereifen 10 hat eine radiale Karkassenbewehrung 12,

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die an dem Wulstkern 13 verankert ist. Die Scheitelbewehrung wird von zwei übereinander liegenden Lagen 14, 15 mit sich kreuzenden Fäden oder Kabeln gebildet, die mit der Längsrichtung zweckmäßig gleiche Winkel einschließen und die oben erläuterten Dehnungseigenschaften haben. Wird die Luft aus dem Reifen 10 abgelassen,so nimmt er durch die Spannung des Kautschuks und der diesem hinzugefügten Verstärkungselemente wieder das aus Fig. 3 ersichtliche gefaltete Querschnittsprofil an.

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Claims

Dipl.-Ing. Dipl.-Chem. Dipl.-Ing.

E. Prinz - Dr. G. Hauser - G. Leiser

Ernsbergerstrasse 19

8 München 60

29. Mai 1979 MICHELIN & CIE

(Compagnie Generale des Etablissements MICHEIIR) Clermont-Ferrand, Frankreich

Unser Zeichen; M 1467

Patentansprüche

Aufblasbarer Reserveluftreifen mit radialer, in jeder Wulst wenigstens an einem Wulstkern verankerter Karkasse und mit einer Scheitelbewehrung.aus wenigstens zwei Lagen, die in jeder Lage parallele Kabel enthalten, welche sich lagenweise unter Bildung spitzer Winkel zur Längsrichtung des Reifens kreuzen, dadurch gekennzeichnet, daß der Reifen (10) in bekannter Weise vor dem Aufblasen im Querschnitt ein gefaltetes und nach dem Aufblasen unter der Wirkung des Aufblasdruckes ein normales Seitenwandprofil hat und daß die Lagen (14, 15) der Scheitelbewehrung Kabel (5, 6) enthalten, deren relative Dehnungskurve (2) bezogen auf die Zugkraft zwei aneinander anschließende Abschnitte (20, 21) hat, deren erster (20) von der relativen Dehnung null bis

zu einer relativen, Dehnung a = ^sinpgO = ^R1 . ^COS(*0

since,, IT COS(X₁

reicht, während der zweite Abschnitt (21) von dem relativen Dehnungswert a ausgeht, wobei die Änderung der Zugkraft (F) in Abhängigkeit von der relativen

Pr/Hf

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Dehnung (A) in dem ersten Abschnitt (20) gering und im zweiten Abschnitt (21) groß ist, so daß das Kabel (5, 6) von dem relativen Dehnungswert (a) ab den Dehnungswiderstand eines normalen Kabels hat, wobei Oc der kleinste Winkel ist, den die Kabel der Scheitellage (H, 15) mit der Längsrichtung bilden, R der Radialabstand der Scheitelbewehrung von der Drehachse des Reifens ist und die Indizes 0 und 1 von Oc und R dem gefalteten Zustand des Reifens mit dem Aufblasdruck null bzw. dem unter der Wirkung des Aufblasdruckes ausgedehnten Betriebszustand des Reifens entsprechen.
2. Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der auf den aufgeblasenen Reifenzustand bezügliche Winkel^-, zwischen 15° und 30° und vorzugsweise etwa 23° mißt.
3. Reifen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Scheitellagen (H, 15) elastische Stahlkabel, vor der Kalandrierung gewellte Metall- oder Textilkabel (5) bzw. schraubenförmig um eine wenig bruchfeste oder sehr dehnbare Seele (7) herumgewickelte Kabel (8) Verwendung finden.
4. Reifen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er in nicht aufgeblasenem Zustand (Fig. 3) mit dem Radius R_Q der Scheitelbewehrung (H, 15) vulkanisiert ist und daß in aufgeblasenem Zustand (Pig. 4) die Scheitelbewehrung (H, 15) sich um eine Strecke 2TT(R₁ - R_Q) gedehnt, die Reifenbreite sich jedoch nicht geändert hat.

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