DE3345537A1 - Vehicle wheel - Google Patents
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Abstract
Description
FahrzeugradVehicle wheel
Die Erfindung betrifft ein luftbereiftes Fahrzeugrad nach Patent (Patentanmeldung P 33 24 953.9) mit einer starren Felge und mit einem Fahrzeugluftreifen der im wesentlichen aus Gummi oder gummiähnlichen Kunststoffen besteht und eine ein- oder mehrlagige Karkasse aus metallischen und/oder textilen Festigkeitsträgern aufweist, die in den Reifenwülsten durch Umschlingen von Wulstkernen verankert ist, bei dem der Reifen mit seinen Wülsten auf Felgensitzflächen neben den Felgenhornern angeordnet ist und bei dem die Reifenwand sich im Bereich der Felgenhbrner flach nach seitlich außen erstreckt.The invention relates to a vehicle wheel with pneumatic tires according to the patent (patent application P 33 24 953.9) with a rigid rim and with a pneumatic vehicle tire essentially made of rubber or rubber-like plastics and a single or multi-layer Carcass made of metallic and / or textile reinforcements, which in the tire beads is anchored by winding bead cores, in which the tire is arranged with its beads on the rim seat next to the rim flanges and in which the tire wall is flat to the side in the area of the rim bores extends outside.
Ein solches Fahrzeugrad, bei dem die Wülste des Reifens radial innen am Felgenkranz angeordnet sind, wird z. B. in der DE-OS 31 45 252 beschrieben. Bei diesem bekannten Rad wird ein Gürtelreifen elngesetzt, wie er sonst auch bei üblichen Felgen verwendet wird, wo er auf der radial äußeren Seite der Felge angebracht wird.Such a vehicle wheel in which the tire beads radially inward are arranged on the rim, z. B. in DE-OS 31 45 252 described. at This known wheel is fitted with a radial tire, as is otherwise also the case with conventional ones Rim is used where it is attached to the radially outer side of the rim.
Im Hauptpatent .... (Patentanmeldung P 33 24 953.9) wird ein Fahrzeugrad mit einem Gürtelreifen angegeben, der bei einer vorgesehenen Montage auf der radial inneren Seite eines Felgenkranzes hinsichtlich seines Karkaßneutralenverlaufs optimiert ist.In the main patent .... (patent application P 33 24 953.9) is a vehicle wheel indicated with a radial tire, which, when installed on the radial inner side of a rim rim optimized with regard to its carcass neutral course is.
Weitere Versuche haben ergeben, daß die Vorteile, die durch die Auslegung der Karkaßneutralen im unteren Seitenwandbereich nach der Funktion einer Kettenlinie erzielt werden, nicht nur auf die Anwendung bei einem Gürtelreifen beschränkt sind. Der Erfindung liegt des- halb die Aufgabe zugrunde, eine Karkaßneutralenoptimierung auf einem möglichst breiten Gebiet von Fahrzeugrädern anzugeben.Further tests have shown that the advantages brought about by the design the carcass neutral in the lower side wall area according to the function of a chain line are not limited to use in a radial tire. The invention is therefore half the task is based on a carcass neutral optimization to be specified on the widest possible range of vehicle wheels.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei Fahrzeugrädern der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Verlauf der Karkaßneutraien und zumindest im unteren Seitenwandbereich auf Felgenhornhöhe seitlich außen vom Felgenhorn der Funktion einer Kettenlinie gehorcht.According to the invention, this object is achieved in the case of vehicle wheels mentioned type solved in that the course of the Karkaßneutraien and at least in the lower side wall area at rim flange height on the outside of the rim flange of the Function of a chain line obeys.
Die Erfindung ist nicht nur auf Fahrzeugräder mit einem Gürtelreifen mit Radialkarkasse anwendbar, sondern auch auf solche, bei denen der Reifen mit einer Winkelkarkasse versehen ist und einen Gürtel aufweisen kann oder auch nicht. Die Erfindung ist sowohl bei Fahrzeugrädern für PKW als auch bei solchen für LKW und andere Fahrzeuge anwendbar.The invention is not only applicable to vehicle wheels with a radial tire applicable to radial carcass, but also to those where the tire has an angular carcass and may or may not have a belt. The invention applies to both vehicle wheels for cars and those for trucks and other vehicles applicable.
Es hat sich als entscheidend herausgestellt, daß die Karkaßneutrale im unteren Seitenwandbereich auf Feigenhornhöhe und seitlich außen vom Felgenhorn der Funktion einer Kettenlinie gehorcht, während die Karkaßneutrale im Wulstbereich den Bedürfnissen im Einzelfall angepaßt sein kann. Die Erfindung ist sogar bei Fahrzeugrädern anwendbar, bei denen der Reifen radial außen an der Felge befestigt ist und bei denen die Reifenwände sich im Bereich der Felgenhörner extrem flach nach seitlich außen erstrecken.It has been found crucial that the carcass neutral in the lower side wall area at fig horn height and on the outside of the rim flange obeys the function of a chain line, while the carcass neutral in the bead area can be adapted to the needs of the individual case. The invention is even with vehicle wheels applicable, in which the tire is attached radially outwardly to the rim and at where the tire walls are extremely flat to the side in the area of the rim horns extend outside.
Mit der Erfindung wird eine Verbesserung mehrerer Reifeneigenschaften erzielt. So werden vor allem die Fahrstabilität und die Haltbarkeit des Reifens im Wulstbereich verbessert. Durch den kettenlinienförmigen Verlauf der Karkaßneutralen im unteren Seitenwandbereich wird bei Rotation dieser Kurve um die Drehachse des Rades (x-Achse) eine Fläche mit kleinstmöglichem Flächeninhalt erzeugt, die gleichzeitig ein Energieminimum darstellt; d.h. bei jeglicher Auslenkung aus dieser Gleichgewichtslage im Fahrbetrieb wird der Reifen nach Beendigung der Störung von allein in die Gleichgewichtslage zurückgebracht. Weiterhin gewährleistet der kettenlinienförmige Verlauf der Karkaßneutralen einen sicheren Sitz des Reifens auf der Felge, und bei der Herstellung des Reifens ergibt sich eine Materialeinsparung gegenüber bekannten Reifen, bei denen die genannte Rotationsfläche nicht minimal gewählt ist.The invention provides an improvement in several tire properties achieved. This is mainly the driving stability and the durability of the tire improved in the bead area. Due to the chain-like course of the carcass neutral in the lower side wall area, when this curve is rotated around the axis of rotation of the Wheel (x-axis) creates a surface with the smallest possible surface area, which simultaneously represents an energy minimum; i.e. with any deflection from this equilibrium position When driving, the tire automatically returns to its equilibrium position after the disruption has ended brought back. Furthermore, the chain-like course ensures the carcass is neutral a secure fit of the tire on the rim, and in the preparation of of the tire results in a material saving compared to known tires where the mentioned surface of revolution is not chosen to be minimal.
Nachfolgend werden mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erlautert.Several exemplary embodiments of the invention are illustrated below explained in more detail in a drawing.
Es zeigt Fig.- 1 ein Rad mit einem Gürtelreifen mit einer einlagigen Radialkarkasse in einem radialen Teilschnitt, Fig. 2 das Rad gemäß Fig. 1 mit einer eingezeichneten Karkaßneutralen in einem xr y-Reifenkoordinatensystem, Fig. 3 ein kettenlinienförmiges Teilstück der Karkaßneutralen in zwei Koordinatensystemen, Fig. 4 ein Rad mit einem Reifen mit einer Winkelkarkasse und ohne Gürtel in einem radialen Teilschnitt (rechte Hälfte mit eingezeichneter Karkaßneutralen), Fig. 5 ein Rad, bei dem sich zwischen Felge und Reifen ein AbstandspDfil befindet, in einem radialen Teilschnitt, Fig. 6 ein Rad, bei dem der Reifen radial außen am Felgenkranz befestigt ist, in einem radialen Teilschnitt, Fig. 7 eine Kurvenschar, von der die Kurve sk die Karkaßneutrale im Wulstbereich des Reifens nach Fig. 6 darstellt.It shows Fig.- 1 a wheel with a radial tire with a single layer Radial carcass in a radial partial section, FIG. 2 shows the wheel according to FIG. 1 with a drawn carcass neutrals in an xr y tire coordinate system, FIG chain line-shaped section of the carcass neutral in two coordinate systems, 4 shows a wheel with a tire with an angular carcass and without a belt in one radial partial section (right half with drawn carcass neutral), FIG. 5 a wheel with a distance pad between the rim and tire in one radial partial section, Fig. 6 a wheel in which the tire radially outside on the rim is attached, in a radial partial section, Fig. 7 is a family of curves, of which the Curve sk represents the carcass neutral in the bead area of the tire according to FIG.
Der beim Rad gemäß Fig. 1 verwendete Fahrzeugluftreifen, der im wesentlichen aus Gummi oder gummiähnlichen Stoffen besteht, weist eine einlagige Radialkarkasse 1 auf, die aus in Cordlage angeordneten Textilfäden besteht, jedoch auch aus Stahidrãhten aufgebaut sein kann. Bei Bedarf kann die Karkasse 1 selbstverständlich auch mehrlagig ausgebildet sein. Die Karkasse 1 ist mit ihren Enden in den Wülsten 2 durch Umschlingen der zugfesten Wulstkerne 3 verankert Unterhalb des Laufstreifens 4 zwischen diesem und der Karksse 1 befindet sich ein in Umfangsrichtung zugfester Gürtel 5 aus zwei oder mehreren Cordgewebelagen, der die Seitenstabilisierung des Reifenkörpers bewirkt.The pneumatic vehicle tire used in the wheel according to FIG. 1, which is essentially consists of rubber or rubber-like materials, has a single-layer radial carcass 1 on, which are arranged in cord layers Textile threads exist, however can also be constructed from steel wires. If necessary, the carcass 1 can of course also be formed in several layers. The carcass 1 has its ends in the beads 2 anchored below the tread by looping around the tensile bead cores 3 4 between this and the carcass 1 is a tensile strength in the circumferential direction Belt 5 made of two or more cord fabric layers that stabilize the side of the Tire body causes.
reifen Der Gürtel X mit seinen Wülsten 2 auf der radial inneren Seite des Felgenkranzes 6 montiert, der in üblicher Weise von einer Feigenschüssel 7 gehalten wird. Dabei befinden sich Wulstsitzflächen des Reifens auf Felgensitzflächen, die neben radial nach innen und axial nach außen sich erstreckenden Felgenhörnern 8 liegen und denen sich nach axial innen Vertiefungen 9 anschließen, die der Reifenmontage dienen. tire The belt X with its ridges 2 on the radially inner side of the rim 6 is mounted, which is held in the usual manner by a fig bowl 7 will. There are bead seat surfaces of the tire on rim seat surfaces that next to rim flanges 8 extending radially inward and axially outward lie and which are connected to the axially inward recesses 9, the tire assembly to serve.
Bei der Herstellung des Reifens ist die Karkasse 1 derart im Reifen anzuordnen, daß der Karkaßneutralenverlauf zumindest im unteren Seitenwandbereich auf Felgenhornhöhe und seitlich außen vom Felgenhorn der Funktion einer Kettenlinie gehorcht. Beim Reifen der Fig. 1 folgt die Karkaßneutrale darüberhinaus auch im Wulstbereich der gleichen Kettenlinie, die etwa im Kernquerschnittsmittelpunkt endet. In Fig. 2 ist beim Reifen gemäß Fig. 1 die Karkaßneutrale 10 dargestellt, wobei gleichzeitig ein x, y-Koordinatensystem eingezeichnet wurde, bei dem die x-Achse in der Rad- und Reifendrehachse und die y-Achse in der Mittelebene des Rades liegt. Der kettenlinienförmige Verlauf sk der Karkaßneutralen 10, der in jedem Fall unterhalb der größten Reifenbreite endet, läßt sich durch die Funktion beschreiben.During the manufacture of the tire, the carcass 1 is to be arranged in the tire in such a way that the neutral course of the carcass obeys the function of a chain line, at least in the lower side wall area at rim flange height and laterally outside the rim flange. In the tire of FIG. 1, the carcass neutral also follows the same chain line in the bead area, which ends approximately in the core cross-section center. In Fig. 2, the carcass neutral 10 is shown in the tire according to FIG. 1, an x, y coordinate system was drawn in at the same time, in which the x-axis lies in the wheel and tire axis of rotation and the y-axis in the center plane of the wheel . The chain line-shaped course sk of the carcass neutral 10, which ends in each case below the largest tire width, can be determined by the function describe.
b . a = Abstand von der y-Achse zum tiefsten Punkt A der Kettenlinie = + a = Abstand von der x-Achse zum tiefsten Punkt A der Kettenlinie.b. a = distance from the y-axis to the lowest point A of the chain line = + a = distance from the x-axis to the lowest point A of the chain line.
Die Kettenlinie sk endet auf der einen Seite im Innern des Wulstkerns 3 und auf der anderen Seite im unteren Seitenwandbereich des Reifens. Der sich anschließende Teil der Karkaßneutralen 10 läßt sich mit Hilfe der Membrantheorie formelmäßig beschreiben. Der Ubergang der beiden Kurvenformen zeichnet sich dadurch aus, daß dort die Krümmungsradien und die Steigungen beider Kurven identisch sind.The chain line sk ends on one side in the interior of the bead core 3 and on the other side in the lower sidewall area of the tire. The subsequent Part of the carcass neutrals 10 can be described in terms of a formula with the aid of membrane theory. The transition between the two curve forms is characterized by the fact that there the radii of curvature and the slopes of both curves are identical.
Der kettenlinienförmige Karkaßneutralenverlauf wird in der Nachbarschaft der Wulstkerne;3 durch die Form und Erstreckung der Felgenhörner 8 zwangsgeführt. Es hat sich gezeigt, daß diese an sich günstige Zwangsführung sich nicht über mehr als 80 X der Gesamtlänge des kettenlinienförmigen Karkaßneutralenverlaufs sk erstrecken sollte.The chain-line carcass neutral course will be in the neighborhood the bead cores; 3 forcibly guided by the shape and extension of the rim flanges 8. It has been shown that this inherently favorable coercion is no longer possible than 80 X of the total length of the chain line-shaped carcass neutral course sk should.
In Fig. 3 ist der kettenlinienförmige Kärkaßneutralenverlauf gemäß Fig. 2 im Rahmen einer Koordinatentransformation mit y = Y + x = x + b. a dargestellt, so daß sich im x,y-System die allgemein bekannte Gleichung für eine Kettenlinie ergibt.In FIG. 3, the chain line-shaped Kärkass neutral course according to FIG. 2 is shown in the context of a coordinate transformation with y = Y + x = x + b. a, so that the well-known equation for a chain line results.
Für den KrAmmungsradius 8 dieser Kurve gilt: Daraus folgt für den kleinsten Krümmungsradius f an der tiefsten Stelle der Kurve (x= # = a Bei üblichen PKW-Reifengrößen sollte a in einem Bereich von 10 bis 40 mm liegen, wobei 15 bis 30 mm bevorzugt werden.The following applies to the radius of curvature 8 of this curve: From this it follows for the smallest radius of curvature f at the lowest point of the curve (x = # = a For conventional car tire sizes, a should be in a range from 10 to 40 mm, with 15 to 30 mm being preferred.
Beim Fahrzeugrad nach Fig. 4 ist der Reifen mit einer Winkelkarkasse 11 versehen, und er weist keinen Gürtel auf. Die übrigen Teile des Fahrzeugrades entsprechen bis auf die Auslegung der Karkaßneutralen 10 im Wulstbereich dem Rad der Fig. 1. Während beim Fahrzeugrad der Fig. 4 die Karkaßneutrale 10 im unteren Seitenwandbereich auf Felgenhornhöhe und seitlich außen vom Felgenhorn 8 der Funktion einer Kettenlinie (Kurve Sk) gehorcht und im weiteren Seitenwandbereich durch die Membrantheorie beschreibbar ist (Der übergang zwischen beiden Kurven ist wie beim Rad der Fig. 1 definiert), wurde die Karkaßneutrale 10 im Wulstbereich, d. h. axial innen von der Felgenhornhöhe empirisch ermittelt (Abschnitt WN) und ausgelegt. Zum Vergleich ist in Fig. 4 die Kurve der Kettenlinie sk nach axial innen hin weitergezeichnet, und man erkennt, daß sie außerhalb der Querschnittsfläche des Wulstkerns 3 vorbeiführt. wobei sie sie im Grenzfall tangential bcrhren kann.In the vehicle wheel according to FIG. 4, the tire has an angular carcass 11 and it has no belt. The remaining parts of the vehicle wheel correspond to the wheel except for the design of the carcass neutral 10 in the bead area 1. While the vehicle wheel of FIG. 4, the carcass neutral 10 in the lower Side wall area at rim flange height and laterally outside of the rim flange 8 of the function obeys a chain line (curve Sk) and in the further side wall area by the Membrane theory is describable (the transition between the two curves is as in 1), the carcass neutral 10 in the bead area, i. H. axial inside from the rim flange height empirically determined (Section WN) and designed. To the For comparison, the curve of the chain line sk is drawn further axially inward in FIG. 4, and it can be seen that it passes outside the cross-sectional area of the bead core 3. whereby it can touch them tangentially in the limit case.
In Fig. 5 ist ein Fahrzeugrad dargestellt, bei dem die Karkaßneutrale 10 des Reifens sowohl im unteren Seitenwandbereich als auch im Wulstbereich der Funktion einer Kettenlinie gehorcht, wobei ein recht großer Abschnitt des fallenden Astes der Kettenlinie sk im Wulstbereich verwendet wurde und der tiefste Punkt A sich etwa unterhalb vom Felgenhorn 8 befindet. Damit bei dieser Konstruktion mit der starken Wölbung der Kettenlinie sk die Felgenhörner 8 und die Reifenwülste 2 und Seitenwände in üblicher Weise ausgelegt sein können, befindet sich zwischen der Reifenwand und dem Felgenhorn 8 ein Abstandsprofil 12 aus einem genügend harten Gummi, das auf das Felgenhorn 8 geklebt oder in sonstiger Weise an ihm befestigt sein kann. Das Abstandsprofil 12 kann gleichzeitig zur Zwangsführung des Reifens seitlich vom Felgenhorn 8 dienen. Der Reifen kann eine Radial oder linelkarkasse aufxfeis?n.In Fig. 5, a vehicle wheel is shown in which the carcass neutral 10 of the tire both in the lower sidewall area and in the bead area of FIG Function obeys a chain line, with a fairly large section of the falling Branch of the chain line sk was used in the bead area and the lowest point A is located approximately below the rim flange 8. So with this construction with the strong curvature of the chain line sk, the rim horns 8 and the tire beads 2 and side walls can be designed in the usual way is located between the tire wall and the rim flange 8, a spacing profile 12 made of a sufficiently hard one Rubber that is glued to the rim flange 8 or otherwise attached to it can be. The spacer profile 12 can be used for the positive guidance of the tire at the same time serve to the side of the rim flange 8. The tire can have a radial or linel carcass aufxfeis? n.
Beim Fahrzeugrad gemäß Fig. 6 ist ein Reifen mit einer Radialkarkasse 1', die in den Wülsten 2' durch Umschlingen von Wulstkernen 3' verankert ist, radial außen auf einer Felge 6' neben Felgenhörnern 8t befestigt. Ein Stützteil 13 dient zum Abstützen des Reifens bei Druckverlust infolge einer Panne. Auch in diesem Beispiel gehorcht die KarkaSneutrale 10 im unteren Seitenwandbereich und im Wulstbereich der Funktion einer Kettenlinie, so daß das Fahrzeugrad die damit erziel- baren Vorteile aufweist. Um den kettenlinienförmigen Verlauf besser zu verdeutlichen, ist in Fig. 7 eine Kurvenschar dargestellt, von der die untere Kurve einem Verlauf gemäß Flembrantheorie entspricht, während die weiteren Kurven (gestrichelt) Kettenlinien mit unterschiedlichen Parametern darstellen. Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß der Reifen gemäß Fig. 6 eine Karkaßneutrale gemäß der Kettenlinie sk (Fig. 7) aufweist.In the vehicle wheel according to FIG. 6, there is a tire with a radial carcass 1 ', which is anchored in the beads 2' by looping around bead cores 3 ', radially attached outside on a rim 6 'next to rim flanges 8t. A support part 13 is used to support the tire in the event of pressure loss due to a breakdown. Also in this example the KarkaSneutrale 10 obeys in the lower side wall area and in the bead area the function of a chain line, so that the vehicle wheel achieves the bare Has advantages. In order to better illustrate the chain-like course, 7 shows a family of curves, of which the lower curve is a course according to Flemish theory, while the other curves (dashed) are chain lines with different parameters. It is readily apparent that the tire according to FIG. 6 has a carcass neutral according to the chain line sk (FIG. 7).
Zusammenfassend ist hervorzuheben, daß es bei allen beschriebenen Reifen wichtig ist, daß die Karkaßneutrale 10 in unteren Seitenwandbereich, wo im Fahrbetrieb noch gewisse Bewegungen stattfinden, kettenlinienförmig ausgebildet ist, während dies im Wulstbereich ebenfalls sein kann, aber nicht muß.In summary, it should be emphasized that it is the case with all of the described It is important for tires that the carcass neutral 10 in the lower sidewall area, where in the When driving, certain movements still take place, designed in the form of a chain line is, while this can also be in the bead area, but does not have to be.
Somit sind bei Bedarf auch abweichend von den dargestellten Beispielen andere Kombinationen von einzelnen Elementen möglich. So kann z. B. der Reifen gemäß Fig. 4 auch mit einer Radialkarkasse versehen sein wie auch beim Beispiel gemäß Fig. 6 eine Winkelkarkasse verwendbar ist.Thus, if necessary, they can also deviate from the examples shown other combinations of individual elements possible. So z. B. the tire according to FIG. 4 can also be provided with a radial carcass, as in the example according to FIG Fig. 6 an angular carcass can be used.
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