DE3738446A1 - Fahrzeugluftreifen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wulstkernring nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Derartige Wulstkernringe dienen zur Verankerung der Karkasse. Zu diesem Zweck sind sie von den freien Enden der Karkasse umfaßt, indem diese mit ihren freien Karkassenenden um den jeweiligen Wulstkernring herum ge­ schlagen angeordnet ist. Der Wulstkernring ist eines der wesentlichen Reifenbauelemente, das die aus Druckluft und Last in der Karkasse er­ zeugte Spannung auf die Felge überträgt. Dabei erleiden Wulst und insbe­ sondere Wulstkernring hohe Beanspruchungen und müssen bezüglich ihrer Festigkeit so ausgebildet sein, daß sie diese Beanspruchungen ohne Zerstörung aushalten. Aus räumlichen und Gewichtsgründen ist der Wulst­ kernring in der Dimensionierung begrenzt.

Aufgrund der Herstellungsweise ist der Wulstkernring aus Festigkeits­ gründen überlappt ausgebildet. Bei Wulstkernwickellagen trifft das auf die erste und letzte Drahtwicklungslage zu. Diese Überlappungsstelle der Drahtlagen, die eine örtliche Versteifungszone darstellt, ist bei Spannungsspitzen hoch gefährdet. Sie stellt eine Übergangsstelle von unterschiedlicher Qeuerschnittsgröße dar und bildet sowohl eine Material­ verdickungsstelle als auch an der Übergangsstelle zu dem freien Wulstkern­ ringende am Innenumfang wegen des Steifigkeitsverlaufs eine ungünstige Stufung. An dieser Stelle ist die höchste Spannungsbeanspruchung vor­ handen. Bei einer extremen Belastung wird der Wulstkernring in der Regel an dieser Stelle brechen.

Die bekannten Wulstkernringe sind so ausgebildet, daß die freien Draht­ lagenschnittenden in einer Querebene vorliegen; das ist quer zur Wulst­ kernringumfangsrichtung.

Um die vorgenannten Wulstkernringbrüche zu vermeiden, ist bei einem be­ kannten Wulstkernring vorgeschlagen worden, das Drahtende oder die Draht­ enden mit einem Teil ihres Querschnitts neben den Kernringwindungen an­ zuordnen. Bevorzugt wird dazu das Drahtende der Drahtlage zwischen die Drähte der benachbarten Drahtlage hineingepreßt.

Der Steifigkeitsverlauf einer solchen Wulstkernringanordnung wird da­ durch im wesentlichen nicht geändert. Er ist insoweit nicht günstiger als bei Kernringen mit üblicher stumpf endender Überlappung.

Ziel der Erfindung ist es, den Steifigkeitsverlauf eines Wulstkernringes an der Überlappungsstelle so aufzufächern, daß durch eine neue Anord­ nung der Drahtenden der Einfluß der Spannungen auf die Wickelungs­ lage günstiger ist und der Spannungseinfluß über die Wickellänge gesehen harmonischer verteilt ist.

Erfindungsgemäß wird dies durch das Merkmal des kennzeichenden Teils des Patentanspruches 1 gelöst.

Die lokale Versteifung an der Überlappungsstelle des Wulstkernringes ist jetzt in eine über die Längeneinheit günstiger verteilte Anordnung der jeweils vorhandenen Drahtenden aufgelöst. Dies kann nach weiteren Merkmalen entweder durch eine gestufte oder schräg geschnitten vor­ liegende Versetzung der Drahtenden erfolgen. Dies hängt in der Regel von der Methode des Ablängens der Drahtlagen ab.

Die Überlappungsstelle ist durch die neue Anordnung der Drahtenden flexibler und erlaubt des weiteren ein problemloseres Montieren des Reifens, weil die örtliche Verdickungsstelle jetzt über eine größere Längeneinheit verteilt ist, ohne daß sie ihre Funktion als Festigkeits­ überlappungsstelle verliert. Der Bereich der hohen Spannungsspitze wird außerdem jetzt auf eine günstigere Längeneinheit verteilt. Es ist mög­ lich, je nach Ausbildung des Wulstkernringes in Bezug auf die wählbaren Drahtdurchmesser verhältnismäßig kurze Überlappungsstellen auszubilden, wobei die Drahtenden in der wie zuvor beschriebenen Anordnung entweder gestuft oder schräg versetzt zueinander vorliegen.

Der Versatz der Drahtenden kann des weiteren über den gesamten Umfang des Wulstkernringes verteilt erfolgen. Dies kann entweder bezogen auf jeden einzelnen Draht so vorgesehen sein, daß sich die einzelnen Draht­ enden über den gesamten Umfang des Kernringes innen und außen verteilen oder daß sich die Drähte paarweise, zu zweit, zu dritt usw. angeordnet, über die Umfangslänge aufgeteilt erstrecken, wobei die Drahtenden hierbei jedoch wie vor erwähnt jeweils gestuft oder sonstwie zueinander versetzt angeordnet sind.

Diese Anordnung ergibt eine weitere harmonische Aufteilung der Über­ lappungsstelle über den gesamten Wulstkernringumfang.

Nach einem weiteren Merkmal können einzelne Drähte in scheibenartige Hoch- oder Schrägwinkel gewickelt werden. Diese werden dann axial zu einem Wulstkernring zusammengefügt, wobei die freien Enden je Wickel in Umfangsrichtung versetzt vorliegen.

Die Erfindung wird wie folgt anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Wulstkernring mit Rechteckquerschnitt, der versetzte Drahtenden an der Überlappungsstelle aufweist,

Fig. 2a, b, c, Einzelheiten der Ausführung nach Fig. 1 in drei An­ sichten,

Fig. 3 einen Wulstkernring, bei dem die freien Drahtenden über den Um­ fang verteilt versetzt vorliegen,

Fig. 4 einen Wulstkernring mit Rechteckquerschnitt in einer abgewandelten Ausführungsform, bei der die versetzten Drahtenden im Schräg­ schnitt vorliegen.

Der Wulstkernring 1 nach Fig. 1 ist aus vier Drahtlagen 2, 3, 4 und 5 gebildet, wobei jede Drahtlage aus fünf Drähten 6 besteht. Die Breite des Wulstkernringes ist mit b und die Höhe ist mit h angegeben. Das innere wie auch das äußere Ende dieses Wulstkernringes weist in Umfangsrichtung zueinander versetzt angeordnete Drahtenden 7 auf. Die äußeren sind mit 7′ bezeichnet. Die Überlappung eines Einzeldrahtes, betrachtet die erste und letzte Wickellage, ist jeweils mit ü bezeichnet.

Im Vergleich zu einem Standardwulstkernring mit glatt und quer zur Um­ fangsrichtung geschnittenem Drahtende, bei dem die Überlappungslänge bei­ spielsweise 70 mm beträgt, ist die Überlappungsstelle nach Fig. 1 bei fünf Drähten je vorhandener Drahtlage länger ausgebildet und mit l angegeben. Sie beträgt im vorliegenden Falle beispielsweise 5 × 70 mm.

Wie aus den Fig. 2a, b und c erkennbar ist, sind die einzelnen Draht­ enden gestuft zueinander versetzt angeordnet. Die Fig. 2a zeigt eine Drauf­ sicht auf den Wulstkernring nach Fig. 1, die Fig. 2b zeigt eine Seitenan­ sicht nach Fig. 2a und die Fig. 2c zeigt eine Unteransicht auf den Wulstkernring, also eine Ansicht auf die am Innenumfang vorliegenden ge­ stuft zueinander versetzten Drahtenden 7.

Die viereckigen Wulstkernringe können aus drei, vier oder mehr neben­ einander angeordneten Drähten 6 bestehen, die in zwei, drei oder mehr Wicklungslagen übereinander liegend gewickelt sind. Dabei ist es not­ wendig, daß aus Festigkeitsgründen eine gewisse Überlappung von der ersten zur letzten Wicklungslage vorgesehen ist. Diese, eine lokale Versteifung des Wulstkernringes darstellende Überlappung ist durch die Anordnung der zueinander versetzt vorliegenden Drahtenden harmonischer aufgeteilt. Der Überlappungsbereich ist lokal gesehen insoweit ver­ größert ausgebildet und die Belastung aus der von der Karkasse über­ nommenen Spannungsbeanspruchung wird dadurch auf eine größere Länge auf dem Umfang verteilt und ist insoweit günstiger. Außerdem ist die durch die versetzten Drahtenden hergestellte örtliche Verdickung flexibler und erlaubt eine verbesserte Montierbarkeit der Luftreifen im Vergleich zu Luftreifen mit bekannten Wulstkernringen, die quer abgelängt angeordnete Drahtenden aufweisen.

Die Fig. 3 zeigt einen Wulstkernring 11, bei dem die Drahtenden 17 innen und 17′ außen je Drahtlage 12, 13, 14 und 15 über den Umfang verteilt sind. Durch eine solche Anordnung ist die Überlappungsstelle gewissermaßen über den gesamten Umfang verteilt vorgesehen. Dadurch ist der Wulst­ kernringquerschnitt an jeder Stelle des Kernumfanges gleich, sieht man von dem Drahtende ab, wodurch eine ungünstige örtliche Verdickung ver­ mieden wird.

Die Fig. 4 zeigt einen Wulstkernring 21, dessen Drahtlagenenden innen und außen durch Schrägschnitt abgelängt sind. Die Schrägschnittstelle ist mit 28 bezeichnet. Je nach Größe des Wulstkernringes wird Schräg­ schnitt unter einem spitzen Winkel α von 5°-90° vorgenommen. Ein be­ vorzugter Winkel α = 30°, gemessen zur Umfangsrichtung.

Die Drähte 6 jeder vorgesehenen Drahtwicklungslage können bei der Her­ stellung ungummiert nebeneinander angeordnet gewickelt oder aber je Drahtlage gemeinsam gummiert und dann gewickelt oder es kann jeder Draht 6 einzeln gummiert nebeneinander angeordnet und als gemeinsame Drahtlage zu einem Wulstkernring gewickelt werden. Dies hängt von der jeweils geforderten Art des Wulstkernes für bestimmte, jedoch wählbare Luftreifenkonstruktionen ab.

Die Wulstkernringe können derart hergestellt werden, daß sie entweder wie die Fig. 1 und 2 ausweisen in radial übereinander liegenden Draht­ lagen gewickelt werden oder aber sie können, wie dies die Ausführung nach Fig. 4 ausweist, als jeweils radiale Drahtlage gewickelt und axial zu einem Ring zusammengefügt werden. Die letztere Ausführung ist des­ halb von Bedeutung, weil durch die auf Länge aufgefächerte Überlappungs­ stelle nicht zu einer massiven örtlichen Verdickung der Überlappungs­ stelle führt.

Außerdem ist Abtrennmethode vereinfacht.

Bei einem Wulstkernring 21 nach Fig. 4 wird z.B. ein einzelner Draht 26 zu einem Scheibenwickel 30 gewickelt, bei dem der Draht radial ge­ wickelt ist, und dann ablängt. Hiernach wird ein weiterer einzelner Draht 27 zu einem weiteren Scheibenwickel 31 gewickelt und abgelängt. Die beiden Scheibenwickel werden axial zusammengefügt, wobei ihre Drahtenden jedoch versetzt angeordnet sind.

Die Einzeldrähte können radial oder schräg, d.i. konusartig gewickelt, und dann axial zusamengefügt werden.

Claims (7)

1. Wulstkernring für Luftreifen, der aus einzeln oder in mehreren Lagen gewickelten Drähten besteht und am Anfang und Ende des Drahtlagenwickels freie Drahtenden aufweist, die in Bezug auf die erste und letzte Wicklungslage mit einer Überlappung zueinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtenden (7, 7′) der Drähte (6, 16) in Umfangsrichtung zueinander versetzt angeordnet sind, wobei sie jeweils mit Überlappung (ü) vorliegen und die ge­ samte Überlappung (l = x × ü) beträgt.

2. Wulstkernring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ver­ setzten Drahtenden gestuft vorliegen.

3. Wulstkernring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ver­ setzten Drahtenden unter einem Schrägschnittwinkel a, insbesondere einem spitzen Schrägschnittwinkel, vorliegen.

4. Wulstkernring nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Überlappungsstellen der versetzten Drahtenden (7, 7′) auf dem Umfang des Wulstkernringes verteilt sind (Fig. 3).

5. Wulstkernring nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Überlappungsstellen (ü) von Draht zu Draht einzeln oder paar­ weise verteilt vorliegen.

6. Verfahren zum Herstellen eines Wulstkernringes, der aus einzeln gewickelten Drähten gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß je­ weils ein einzeln von einer Drahtspule abgewickelter Draht (26, 27...) in Einzellage scheibenartig gewickelt und abgelängt wird und daß dann gleiche gewickelte Drahtwickel (30, 31...) axial zu einem Wulstkernring (21) zusammengefügt werden, wobei die Ablängenden nach Anspruch 1 in Umfangsrichtung versetzt zueinander vorliegen.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Einzel­ drahtwickel radial oder schräg gewickelt wird.