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Fahrzeugrad
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Die Erfindung betrifft ein luftbereiftes Fahrzeugrad mit einer starren
Felge und mit einem Reifen mit einer mehrlagigen, in den Reifenwülsten durch Umschlingen
von Wulstkernen verankerten Karkasse, bei dem der Reifen mit seinen Wülsten auf
Felgensitzflächen angeordnet ist, die sich am radial inneren Umfang des Felgenkranzes
neben Felgenhörnern befinden, die sich radial oder schräg nach innen erstrecken.
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Ein solches Fahrzeugrad wird z. B. in der DE-OS 30 00 428 beschrieben.
Es weist gegenüber herkömmlichen Fahrzeugrädern, bei denen der Reifen mit seinen
Wülsten radial außen an der Felge befestigt ist, in der Mehrzahl verbesserte Fahreigenschaften
auf. Es ist insbesondere für einen sogenannten Pannenlauf geeignet, d. h. für eine
beschränkte Fortsetzung der Fahrt nach einem Luftverlust, ohne daß der Reifen dauerhaften
Schaden nimmt. Die letzte Eigenschaft wird vor allem dadurch erreicht, daß der Reifen
seitlich ausbauchen kann, ohne daß sich Knickstellen bilden und ohne daß die Felgenhörner
im Wege sind. Ein Reifen mit einem derartigem Reifenquerschnitt mit relativ stark
nach seitlich außen gewölbten Seitenwänden weist jedoch aufgrund des ausgeprägten
Rollbalgeffekts prinzipiell eine nicht optimale Fahrstabilität auf.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, bei einem Fahrzeugrad
der eingangs genannten Art einen Reifen anzugeben, der im unteren Seitenwandbereich
eine erhöhte Versteifung aufweist, die nach radial außen hin abnimmt, so daß im
oberen Seitenwandbereich die hohe Biegsamkeit des Reifens für ein weiches Einfedern
erhalten bleibt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Reifenkarkasse
aus zumindest einer Radiallage und aus zumindest zwei Diagonal lagen aufgebaut ist,
daß sämtliche Gewebelagen aus textilen Festigkeitsträgern bestehen, daß die Festigkeitsträger
der Radialeinlagen eine relativ hohe Stauchbarkeit aufweisen, daß die Stauchung
der radialen Festigkeitsträger vom Wulstbereich zum Zenitbereich des Reifens zunimmt
und daß sich zwischen Laufstreifen und Karkasse ein üblicher Verstärkungsgürtel
befindet.
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Durch die Verwendung von ausschließlich nichtmetallischen Festigkeitsträgern
in der Karkasse wird eine große Weichheit und Biegsamkeit der Reifenwände erhalten.
Auf der anderen Seite wird durch die Kombination von sich kreuzenden Diagonal lagen
mit zumindest einer Radiallage ein sogenannter Dreiecksverband gebildet, der bekanntlich
zu einer Erhöhung der Eigensteifigkeit des Verbundkörpers führt. Da aufgrund der
Art der Reifenherstellung die Spannung der Fladen der Radiallage beim aufgepumpten
Reifen vom unteren Seitenwandbereich nach außen hin abnimmt, ist auch die Steifigkeit
der Reifenwand im unteren Seitenwandbereich am größten und nimmt nach radial außen
hin ab. Mit der Erfindung gelingt es also, bei Verwendung von nur einer Gewebelage,
nämlich der Radiallage, die Steifigkeit der Reifenseitenwand in radialer Richtung
von Abschnitt zu Abschnitt unterschiedlich zu beeinflussen.
Wenn
auch prinzipiell die Radiallagen unter, zwischen oder über den Diagonal lagen angeordnet
sein können, wird eine bevorzugte Ausführungsform darin gesehen, daß die Radiallage
oder die Radiallagen radial innen von den Diagonallagen angeordnet sind.
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Ein erfindungsgemäßer Gedanke besteht bei der Herstellung des Reifens
darin, zunächst eine Radiallage und zwei Diagonal lagen derart auf eine Wickeltrommel
aufzubringen, daß sie nach dem Auflegen der Kernringe gemeinsam bis zum Umfang der
Gürteltrommel bombiert werden, wobei die Fäden der Radiallage aufgrund der unterschiedlichen
Winkelverformung der Fäden der Diagonal lagen vom Wulstbereich zum Reifenzenit hin
zunehmend gestaucht werden. Bei zu großer Stauchung erhalten die Fäden zusätzlich
eine leicht wellige Lage, welche durch das verhältnismäßig hohe Schrumpfverhalten
der Festigkeitsträger beim Heizvorgang mit hoher Temperatur weitgehend ausgeglichen
wird. Somit werden nach dem Aufpumpen des Reifens die radialen Karkaßfäden im Wulst-
und Seitenwandbereich am stärksten beansprucht, während sie im Zenitbereich kaum
Kräfte aufnehmen. Daraus resultiert wiederum, daß der beschriebene Dreiecksverband
aus Diagonal-und Radiallagen im unteren Seitenwandbereich am stärksten wirksam ist,
während nach radial außen hin die Steifigkeit immer mehr abnimmt und die Karkasse
immer mehr die Eigenschaften eines reinen Kreuzverbandes übernimmt.
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Unter Anwendung dieser Erkenntnis wird gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung
der Erfindung die Radiallage im Zenitbereich des Reifens unterhalb der Gürtelverstärkung
geteilt, was die Reifenherstellung vereinfachen kann.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung besteht die Radiallage
der Karkasse nur noch aus zwei Gewebestreifen, die bereits unterhalb der Reifenschulter
enden, so daß der Reifen im oberen Seitenwandbereich eine noch höhere Biegsamkeit
und Weichheit erfährt.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer
Zeichnung beschrieben.
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Es zeigt: Fig. 1 ein Fahrzeugrad, bei dem die Karkasse des Reifens
aus einer Radiallage und aus zwei sich kreuzenden Diagonal lagen aufgebaut ist,
in einem radialen Teilschnitt, Fig. 2 in einer schematischen Darstellung die sich
kreuzenden Fäden der Diagonal lagen und die quer zur Reifenumfangsreichtung verlaufenden
Fäden der Radiallage des Reifens der Figur 1, Fig. 3 einen Ausschnitt des Reifens
der Figur 1, jedoch mit einer im Zenitbereich des Reifens geteilten Radiallage,
Fig. 4 ein Fahrzeugrad mit einem Reifen, bei dem die Karkasse aus zwei sich kreuzenden
Diagonallagen und aus je einem Gewebestreifen riit radial verlaufenden Festigkeitsträgern
aufgebaut ist, der unterhalb der Reifenschulter endet in einem radialen Teilschnitt.
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Das Fahrzeugrad gemäß Figur 1 weist einen Fahrzeugluftreifen auf,
der im wesentlichen aus Gummi oder gummiähnlichen Stoffen besteht, und der eine
mehrlagige Karkasse 1 aus in Cordlage angeordneten Festigkeitsträgern enthält, die
in den Wülsten 2 durch Umschlingen von zug- und druckfesten Wulstkernen 3 verankert
ist. Unterhalb des Laufstreifens 4 befindet sich zwischen diesem und der Karkasse
1 ein in Umfangsrichtung zugfester, aus zwei oder mehreren Cordgewebelagen bestehender
Gürtel 5 üblicher Bauart.
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Die bevorzugt einteilige starrre Felge weist einen Felgenkranz 6 auf,
der sich an einer Felgenschüssel 7 befindet. An den seitlichen äußeren Enden des
Felgenkranzes 6 erstrecken sich Felgenhörner 8 im wesentlichen radial nach innen,
während der mittlere Teil des Felgenkranzes 6 radial außen als Stützfläche 9 für
den Reifen beim Pannenlauf ausgebildet ist.
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Der Reifen ist mit seinen Wülsten 2 auf Felgensitzflächen 10 angeordnet,
die am radial inneren Umfang des Felgenkranzes 6 neben den Felgenhörnern 8 liegen.
Axial innen von den Sitzflächen 10 befindet sich ein Hochbett 11, das der Reifenmontage
dient. Die Karkasse 1 des Reifens ist beim Beispiel der Figur 1 aus drei Gewebelagen
aufgebaut, und zwar aus einer Radiallage 12 und aus zwei Diagonal lagen 13 mit sich
kreuzenden Fäden, wobei sich die Radiallage 12 radial innen von den beiden Diagonal
lagen 13 befindet. Die einzelnen Gewebelagen 12, 13 bestehen aus in Cordlagen angeordneten
Festigkeitsträgern textiler Art, z. B. aus Reyon oder Nylon. Im Rahmen dieser Anmeldung
sollen unter Textilfasern nichtmetallische Festigkeitsträger verstanden werden.
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Ein derartiger Aufbau des Reifens mit einer Karkasse 1 aus einer Radiallage
12 und Diagonal lagen 13 bringt insbesondere hinsichtlich eines Panneslaufs große
Vorteile. Es hat sich nämlich gezeigt, daß bei einem Pannenlauf im Bereich der Reifenschulter
Kräfte auftreten, die schräg zur Reifenumfangsrichtung wirken.
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Diese Kräfte können von den ebenfalls schräg verlaufenden Fäden der
Diagonal lagen 13 besser aufgefangen werden als von den Karkaßfäden eines Radialreifens.
Somit ist beim erfindungsgemäßen Reifen eine höhere Gewähr dafür geboten, daß auch
nach einem längeren Pannen lauf keine bleibenden Schäden auftreten.
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Zur Herstellung des Reifens wird zunächst ein Gewebestreifen für die
Radiallage 12 auf eine Wickeltrommel aufgelegt, dem die Streifen für die Diagonal
lagen 13 folgen.
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Die Festigkeitsträger der beiden Diagonal lagen 13 kreuzen sich, und
sie bilden mit der Umfangsrichtung der Wickeltrommel Winkel von 50 bis 60q bevorzugt
559.
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Nachdem die Kernringe positioniert worden sind, werden alle Karkaßlagen
12, 13 unter Zusammenführen und Schwenken der Wülste 2 gemeinsam bombiert und anschließend
mit dem Laufstreifen 4 versehen, der den Gürtel 5 üblicher Bauweise enthält.
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Beim Bombieren nimmt der Reifenrohlinq eine torusförmiae Gestaut an
, wobei die Durchmesser änderungen der Reifenkarkasse 1 im Zenitbereich des Reifenrohlings
am größten sind. Dieser Verformungsvorgang geht mit einer sogenannten Rautenverformung
der Fäden der beiden Diagonal lagen 13 einher, die im Zenitbereich des Reifenrohlings
am größten ist (Fig. 2) während sie im Wulstbereich vernachlässigbar klein ist.
In Figur 2 stellen die durchgehenden Schräglinien die Fäden 14 der Diagonal lagen
13 vor der Verformung dar, die überall gleiche Rauten bilden. Beim Bombieren bleiben
die Rauten im Wulstbereich unverändert, während sie in der Mittelebene des Rohlings
die in Figur 2 gestrichelt eingezeichnete Form und in den dazwischenliegenden Bereichen
Zwischenwerte annehmen. Die gestrichelte Form zeichnet sich dadurch aus, daß die
Raute in Reifenumfangsrichtung spitzwinkliger geworden ist, während ihre Axialerstreckung
um die doppelte Länge der Pfeile 15 abgenommen hat. Mit der Umfangsrichtung schließen
die Diagonalfäden 14 im Zenitbereich vornehmlich einen Winkel von 30 bis 350 ein,
der von der Erhebung abhängt.
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Aufgrund der verkleinerten Breite der Raute in axialer Richtung sind
auch die darunterliegenden Fadenabschnitte 16 der Radiallage 12 gestaucht worden,
und zwar in der Mittelebene des Reifens ebenfalls um die doppelte Pfeillänge 15,
und zu beiden Seiten hin abnehmend.
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enn der Reifen vulkanisiert worden ist und nach der Montage mit Luft
beaufschlagt wird, werden die radialen Karkaßfäden im Wulst und Seitenw andbereich
am stärksten beansprucht, während sie im Zenitbereich des Reifens kaum Kräfte aufnehmen.
Somit ist der von den Fäden der Radiallage 12 und der Diagonal lagen 13 gebildete
Dreiecksverband im unteren Seitenwandbereich am stärksten wirksam, so daß sich dort
die größte Steifigkeit der Reifenseitenwand ergibt, während nach radial außen hin
diese Steifigkeit immer mehr abnimmt. Die Karkasse 1 nimmt also nach radial außen
hin immer mehr die Eigenschaften eines reinen Kreuzverbandes an.
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Der Reifen der Figur 3 unterscheidet sich von dem der Fig. 1 lediglich
dadurch, daß die Radiallage 12 der Karkasse 1 im Zenitbereich des Reifens geteilt
ist, wobei die Enden 17 mit Abstand oder auch sich überlappend angeordnet sein können.
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In Fig. 4 ist ein Fahrzeugrad dargestellt, das bis auf die Radiallage
12 dem der Figur 1 entspricht. Statt der Radiallage 12 der Fig. 1 befindet sich
nunmehr auf jeder Seite ein Gewebestreifen 18 mit radialen Festigkeitsträgern, der
oberhalb der größten Reifen breite und unterhalb der Reifenschulter endet. ei dieser
Ausführungsart wird eine große Steifigkeit der unteren eifenseitenwand erzielt,
während der obere Bereich bis in die Nähe der Reifenschulter sehr biegsam und weich
bleibt. Für die Abnahme der Steifigkeit von radial innen nach radial außen gelten
die beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 beschriebenen Betrachtungen.