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Schwerlast-Reifen für harte Beanspruchung
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Die Erfindung betrifft einen Schwerlast-Reifen für harte Beanspruchung
bestehend aus Füssen, Verstärkungen, Karkasse, Lauf fläche und Stahlgürteln verschiedener
Breite mit untereinander zur Laufrichtung entgegengesetzt geneigten Winkeln.
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Beim Einsatz von Schwerlastkraftwagen in Ländern, die noch nicht eine
ausreichende Infrastruktur besitzen, treten unter anderem folgende Probleme bei
den eingesetzten Reifen auf: 1. Die dünnen Flanken der gebräuchlichen Radial-Reifen
werden durch Steine oder andere Gegenstände bei unzureichend befestigten Straßen
leicht beschädigt oder sogar durchschnitten.
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2. Da es an Service-Stationen fehlt, die oft zudem nicht über geeignete
Luftdruckerzeugungsanlagen verfügen, werden vielfach die Reifen mit Unterdruck gefahren.
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3. Die zulässige Nutzlast wird häufig durch Uberladung um mehr als
das Doppelte überschritten, welche dann zwangsläufig über die für eine solche Belastung
nicht vorgesehenen Reifen auf die Straße abgetragen werden muß.
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Unter den vorgenannten Bedingungen versagen alle üblichen europäischen
Radialreifen. Vor allem treten beim Fahren dieser Radialreifen unter starker Uberlast
und Unterdruck Gürtelseparationen auf. Auch Versuche die Reifen in den Flanken zu
verstärken oder die Gürtelkonstruktionen zu ändern - wie zum Beispiel Anderung durch
Gürtelfaltung, der Neigungswinkel, der Stahleinlagen sowie der Gummirezepturen -
führten nicht zu einer wesentlichen Verbesserung des Reifens.
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Aufgabe der Erfindung ist es einen Schwerlast-Reifen für harte Beanspruchung
zu finden, der bei geringem Rollwiderstand auch unter Uberlast bzw. zu geringem
Luftdruck keine Gürtelseparationen aufweist und der trotz steinigen, unwegsamen
Gelände auf Dauer gebrauchstüchtig bleibt.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß unter einer nach
außen stark gewölbten Lauffläche als weitere Gürtel mindestens drei in Umfangsrichtung
verlaufende Textilkordlagen angeordnet sind, wovon mindestens zwei beide Ränder
als breiten Stahlgürtelüberkragen und mindestens eine im Bereich zwischen den entsprechenden
Rändern des breiten sowie schmalen Stahlgürtels enden.
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Aufgrund des Ersatzes einiger Stahlcordeinlagen, die bisher ausschließlich
für Schwerlast-Reifen verwendet wurden, durch in Umfangsrichtung laufende Textillagen
mit jeweiligem seitlichen Uberstand von normalerweise 5-8 % werden die Eigenschaften
der bisherigen Reifen soweit verbessert, daß auch unter extremen Betriebsbedingungen
Gürtelseparationen nicht mehr auftreten, wobei überraschenderweise die Textilfäden
nicht stahlgleiche Festigkeitseigenschaften aufweien müssen.
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Ferner werden infolge der stark gewölbten Lauffläche, deren Wölbung
noch durch einen umlaufenden Nut im Zenit unterstützt sein kann, die Schultern erst
allmählich bei überlast beansprucht, so daß eine Zerstörung dieser empfindlichen
Bereiche durch Überbeanspruchung vermieden wird.
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Als weitere Vorteile der Reifenkonstruktion mit zusätzlichen Textileinlagen
sind geringere Rostgefahr, leichtere Runderneuerung, niedriger Rollwiderstand, einfachere
Herstellung und leichtes Gewicht zu nennen.
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In einer möglichen Ausführungsform besteht der Gürtel aus einem Textilkord
mit einer Festigkeit von mindestens 60 daN mit einer Bezugsdehnung von 1 % bei 10
daN und bei 40 daN von 4,7 %, wobei eine Heißschrumpfung bei 1500C etwa 2,2 % beträgt.
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Als Textilkordlage hat sich ein DE (Polyester) Kord bewährt, der sich
durch folgende Kenndaten auszeichnet: dtex 1100/3f/3f, Drehung 130/130 Z/S, Festigkeit
70 daN, Bezugsdehnung bei 10 daN = 1 %, 25 daN = 2,8 % und 40 daN = 4,7 %, Heißluftschrumpfung
bei 1500C = 2,2.
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In einer üblichen Ausführungsform erstreckt sich die Breite der gewölbten
Lauffläche über 82-87 % der Reifenbreite.
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Durch die breite Lauffläche, die etwa 9 % breiter als bei den sogenannten
Breitreifen ist, wird die durch starke Wölbung geringere Fahrstabilität wieder verbessert.
Weiter ist die Walkarbeit durch verkürzter Aufstandsfläche gering, wodurch letzlich
sich ebenfalls der Abrieb reduziert.
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In einer Ausführungsform endet die starke Wölbung der Lauffläche in
verstärkten Schultern.
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Durch die starke Wölbung, (Laufflächenradius 120-150 % bezogen auf
die Reifenbreite) und die Verstärkung der Schultern (10-15 *, bezogen auf die Dickenangabe
über die Profiltiefe), wird die Gefahr einer Beschädigung durch Steine und Uberlast
wesentlich verringert.
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Beispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden
im folgenden näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 Querschnitt durch LKW-Reifen Fig.
2 gestufter Umfangsschnitt durch Reifensohle In Fig. 1 ist ein Schwerlast-Reifen
1 dargestellt, der aus verschiedenen üblichen Bauteilen wie Fuß 2, Verstärkungen
3, Karkasse 4 und einem schmalen bzw.
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breiten Stahlgürtel 5, 6 sowie aus Bauteilen wie Lauffläche 7 und
weitere Gürtel 8, 9, welche die eigentliche Erfindung ausmachen, aufgebaut ist.
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Die stark gewölbte, sehr breite Lauffläche 7 (Radius R = 135 %, Breite
87 % jeweils bezogen auf Reifenbreite) ist mit einer umlaufenden Profilrille 10
zwecks Flexibilität im Zenit versehen und besitzt eine um 10-15 % verstärkte Schultern
11.
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Über dem schmalen 5 und breiten 6 Stahlgürtel mit jeweils einer Neigung
des Stahlkords von 18-6501 bevorzugt von 20-30°, zur Laufrichtung ist eine um 5-8
% gegenüber dem breiten Stahlgürtel 6 verbreitert.
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Textilcortlage 8, deren Fäden in Laufrichtung liegen, in zweifacher
Wicklung angeordnet, auf die eine um 5-8 % gegenüber dem schmalen Stahlgürtel 5
verbreitere Textilkordlage 9, deren Fäden vorzugsweise in Laufrichtung liegen, in
zweifacher Wicklung aufgebaut.
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In Fig. 2 ist ein Stufen-Schnitt durch den oberen Teil eines Schwerlast-Reifens
1 gelegt, bei dem von innen nach außen zu sehen ist: - ein schmaler Stahlkordgürtel
5 mit zur Laufrichtung geneigten Stahlkord, - ein breiter Stahlkordgürtel 6 mit
entgegengesetzt geneigtem Stahlkord
- eine noch breitere, zweifach
gewickelter Gürtel 8 aus Textilkord - eine weiterer zweifach gewickelter Gürtel
9 aus Textilkord, der breiter als der schmale Stahlgürtel 5 bzw. schmaler als der
breite Stahlgürtel 6 und - eine Lauf fläche 7 mit einer Breite von 87 % der Reifenbreite,
wobei alle Gürtel 5, 6, 8 und 9 symmetrisch zur Mittelebene durch die Profilrille
10 liegen.
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Versuche Um die Funktionstüchtigkeit des erfindungsgemäßen Schwerlast-Reifens
zu prüfen, wurden Versuche mit einem Schwerlast-Refen 12.00' R20 18PR gemacht.
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Zum Vergleich wurde ein entsprechender LKW-Reifen üblicher Bauart
der ausschließlich mit Stahlgürtel armiert ist, getestet.
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Es wurden folgende Prüfungen durchgeführt: 1. Der Überlasttest wurde
auf dem Prüfstand unter folgenden Bedingungen vorgenommen: Prüftrommel 1592 mm Raumtemperatur
30"C Geschwindigkeit 60 km/h Luftdruck 7 bar Belastung beginnend mit 4125 kp Lasterhöhung
alle 24 h um 375 kg bis zur Zerstörung des Reifens 2. Die Messung der Fahrstabilität
erfolgte auf einem 16 t LKW der Fa. MAN, der nur mit 4 Rädern bestückt war (2 vorne,
2 hinten) und mit 100 % Auslastung einen Slalom- und Weaeltest zu absolvieren hatte.
Als zusätzliche Prüfung wurden gleichermaßen bestückte Fahrzeuge auf flacher Landstraße,
Autobahn und Serpentinen erprobt, wobei die manuelle Beurteilung durch die Fahrer
erfolgte.
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3. Zur Feststellung der Gebrauchstüchtigkeit wurden-Fahrzeuge mit
den jeweiligen Prüfreifen bestückt, die in einem Steinbruch tätig waren. Der Untergrund
bestand aus Schotter und Basalt sowie scharfkantigen Steinen. Beurteilt wurde in
diesem Test die Anfälligkeit der Lauffläche und Seitenwand gegenüber Schnitte, Rissen
und Defekten.
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4. Der Wulsttest erfolgte auf dem Prüfstand mit abgeschälter Lauffläche
wobei nachstehende Versuchsbedingungen vorlagen: Prüftrommel 1592 Raumtemperatur
30 0C Geschwindigkeit 45 km/h Luftdruck 10 bar Belastung 9000 kp konstant Die nachstehende
Tabelle der Testergebnisse zeigt, daß der Reifen in allen Belastungskriterien dem
geprüften Referenzreifen überlegen ist.
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Tabelle über Vergleichstest bei Lkw-Reifen 12.00 R 20 18 PR
| Hersteller A BAYER Schwerlast-Breitreifen |
| 4E Stahlgürtel 4E Strahlgürtel 4E Stahl-Falt- 2E Stahl-+ 2E
Stahl-+ |
| gürtel 3E Polyester- 4E Polyester |
| gürtel gürtel |
| Überlasttest auf dem 90 h 60 h 78 h 90 h 134 h |
| Prüfstand Mitte Schul- Mitte Schul- Mitte Schul- Mitte Schul-
Mitte Schul- |
| (Dauerlauf-Test) ter ter ter ter ter |
| Oberflächen-Temperatur 66 74 69 70 65 75 66 69 66 64 |
| bei Überlasttest 74 81 78 89 75 85 72 76 73 69 |
| nach 24, 78 und 72 [°C] 80 90 89 101 78 82 78 75 |
| Fahrstabilität [%] 100 110 110 105 103 |
| Defektanfälligkeit auf |
| unbefestigten Straßen |
| (Steinbruch) [%] 100 130 130 125 125 |
| Nulstest auf dem Prüf- |
| stand mit angeschälter |
| Lauffläche [%] 100 125 125 125 125 |
- L e e r s e i t e -