DE4414666A1 - Formkontur an einem Fahrzeugluftreifen für Nutzfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Formkontur im Bereich der Krümmung der Lauffläche an einem Fahrzeugluftreifen, insbesondere für Nutzfahrzeuge.

Fahrzeugluftreifen kommen üblicherweise mit einer be­ stimmten, gleichmäßigen Krümmung ihres Querschnitts aus dem Heizer. Wird der Reifen belastet, so verändert sich diese Krümmung und es entsteht eine im wesentlichen ovale Reifenaufstandsfläche. Während seines Gebrauchs wird die Reifenkontur verändert und die Reifenauf­ standsfläche unterliegt einer bestimmten Veränderung. Diese Veränderung ist im wesentlichen abhängig von den Materialeigenschaften des Gummis unter Temperaturein­ fluß und dem sog. Querschnittsverhältnis des Reifens. Das Querschnittsverhältnis ist das Verhältnis zwischen der Höhe des Reifens - gemessen vom Reifenwulst zum Reifenzenit - und der Breite des Reifenquerschnitts.

Ist ein Reifen ebenso breit wie hoch, so spricht man von einem 100%-Reifen. Zunehmend werden vom Markt Rei­ fen mit kleineren Querschnittsverhältnissen, sog. Breitreifen, verlangt, d. h., die Reifen werden breiter im Verhältnis zu ihrer Höhe. So werden schon Reifen für PKW mit einem Querschnittsverhältnis von bis zu 35% ge­ baut.

Für Nutzfahrzeuge (Lkw) werden derzeit Reifen mit einem Querschnittsverhältnis von 70% gebaut. Derartige Reifen weisen über die gesamte Breite der Lauffläche eine gleichmäßige Krümmung auf, wobei der Krümmungsradius ca. 700 mm beträgt.

Während des Betriebes wird die Reifenkontur verändert und die Reifenaufstandsfläche erfährt eine Veränderung ihrer Form. Bei den sog. 70%-Reifen ist dabei im Be­ reich des Reifenzenits eine mittige Einschnürung zu be­ obachten, während die seitlichen Bereiche der Reifen­ schultern länger werden. Man spricht hier von einer sog. Schmetterlingsform der Reifenaufstandsfläche. Durch diese Schmetterlingsform erfährt der Zenitbereich der Lauffläche einen immer stärker werdenden Abrieb im Vergleich zur Reifenschulter, durch den es zu Beschädi­ gungen des Reifens kommen kann.

Zur Lösung dieses Problemes ist es bereits vorgeschla­ gen worden, in den seitlichen Randzonen steiferes Gür­ telmaterial zu verwenden. Dies hat jedoch unterschied­ liche Temperaturbeanspruchungen des Reifens quer über seine Lauffläche zur Folge und kann ebenfalls zu Be­ schädigungen führen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Reifen­ kontur zu schaffen, mit der eine durch Konturverände­ rung bedingte Schmetterlingsform der Reifenaufstands­ fläche vermieden wird.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß die Lauffläche eine dem Reifenzenit zugeordnete mittige Krümmungszone und den beidseitigen Reifenschultern zugeordnete seit­ liche Krümmungszonen aufweist und der Krümmungsradius der mittigen Krümmungszone kleiner als der Krümmungsra­ dius einer seitlichen Krümmungszonen ist. Durch diese Maßnahmen wird ein Reifen geschaffen, dessen Aufstands­ fläche im Neuzustand mittige Ausweitungen aufweist. Diese mittigen Ausweitungen werden mit zunehmender Be­ triebsdauer kleiner, bis sich nach einer bestimmten Laufzeit, beobachtet wurden etwa 10.000 km, praktisch eine rechteckige Reifenaufstandsfläche ergibt. Diese rechteckige Reifenaufstandsfläche behält dann praktisch ihre Form und wird für optimale Traktion und Bodenhaf­ tung des Reifens angestrebt.

Bei praktischen Versuchen mit der Erfindung wird die angestrebte rechteckige Reifenaufstandsfläche dann ideal erreicht, wenn die Krümmungsradien in der Reifen­ form der mittigen Krümmungszone etwa 300 bis 500 mm und die Krümmungsradien der seitliche Krümmungszonen im Schulterbereich etwa 800 bis 2.000 mm betragen. Derar­ tige Krümmungsradien von 2.000 mm stellen technisch nahezu eine Gerade dar. Sehr gute Ergebnisse werden auch erzielt, wenn die Krümmungsradien der seitlichen Krümmungszonen negativ sind.

Weitere vorteilhafte Maßnahmen sind in den übrigen Un­ teransprüchen beschrieben. Die Erfindung ist anhand ei­ nes Ausführungsbeispieles in der bei liegenden Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher beschreiben; es zeigt:

Fig. 1 die schematisch Darstellung des Querschnittes eines Fahrzeugluftrei­ fens;

Fig. 2 die schematisch Darstellung eines gleichmäßig gekrümmten Fahrzeugluftrei­ fens, vor Auflage des Laufstreifens;

Fig. 3 die schematische Darstellung der Reifenaufstandsfläche eines Neureifens;

Fig. 4 die schematische Darstellung einer Reifenaufstandsfläche mit Schmetter­ lingsform, nach einer bestimmten Lauf­ zeit;

Fig. 5 die schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Formkontur, mit un­ terschiedlichen Krümmungsradien, der mittigen und seitlichen Krümmungszonen der Lauffläche eines Reifens;

Fig. 6 die schematische Darstellung eines Reifens nach der Fig. 5, mit aufgeleg­ tem Laufstreifen;

Fig. 7 die schematische Darstellung der Reifenaufstandsfläche eines Neureifens mit erfindungsgemäßer Formkontur nach der Fig. 5, mit mittigen Ausweitungen;

Fig. 8 die schematische Darstellung einer endgültige Reifenaufstandsfläche eines Reifens mit erfindungsgemäßen Form­ kontur nach der Fig. 5, nach einer be­ stimmten Laufzeit, bei dem die mittigen Ausweitungen abgerieben sind.

Der in der Fig. 1 schematisch dargestellte Fahrzeug­ luftreifen 10 besteht im wesentlichen aus der Karkasse 11, die radial innen an einer Felge 13 festgelegt und die radial außen mit einer Lauffläche 12 versehen ist.

Wie die Fig. 2 zeigt, ist im Zenitbereich 14 des Rei­ fens 10 ein Laufstreifen 18 auf die Karkasse 11 aufge­ legt. Der Laufstreifen 18 beinhaltet das Profil und wird bis in die Reifenschultern 15 hineingekrümmt.

Bei sog. 100%-Reifen, bei denen die Reifenhöhe 16 gleich der Reifenbreite 17 ist, ergibt sich eine im we­ sentlichen ovale Reifenaufstandsfläche 19, wie sie in der Fig. 3 dargestellt ist. Die Reifenaufstandsfläche 19 weist dabei eine mittige Ausweitung 20 auf, die gleichmäßig gekrümmt bis in die etwas kürzeren Rand­ bereiche 22 reicht.

Nach einer bestimmten Laufzeit - beobachtet wurden etwa 10.000 km - beginnt sich, bedingt durch die Reifentem­ peratur, die Materialeigenschaften des Gummis unter Temperatureinfluß usw., eine mittige Einschnürung 21 der Reifenaufstandsfläche 19 auszubilden, wie dies in der Fig. 4 dargestellt ist. Diese mittige Einschnürung 21 hat einen noch stärkeren Abrieb im Zenitbereich 14 des Reifens 10 zur Folge. Ein derartig verstärkter Ab­ rieb kann zur Zerstörung des Reifens führen; eine Schmetterlingsform der Reifenaufstandsfläche 19 ist deshalb unerwünscht.

Wie die Fig. 5 zeigt, ist es erfindungsgemäß vorgese­ hen, die Lauffläche 12 des Reifens 10 in eine mittige Krümmungszone 24 und sich beidseitig dazu anschließende seitliche Krümmungszonen 25, jeweils bezogen auf die Reifenmitte 23, zu unterteilen.

Der Krümmungsradius 27 der mittigen Krümmungszone 24 ist dabei kleiner als die Krümmungsradien 26 der seit­ lichen Krümmungszonen 25. So beträgt der mittige Krüm­ mungsradius 27 der mittigen Krümmungszone 24 ca. 300 bis 500 mm, während die seitlichen Krümmungsradien 26 der seitlichen Krümmungszonen 25 etwa 800 bis 2.000 mm betragen, wobei Krümmungsradien 26 von ca. 2.000 mm technisch gesehen praktisch einer Gerade entsprechen. Möglich sind aber auch negative Krümmungsradien.

Eine derartige Reifenkontur erzeugt einen Reifen 10 mit einem herzförmigen Querschnitt, wie er in der Fig. 6 dargestellt ist. Wie die Fig. 7 zeigt, weist die Rei­ fenaufstandsfläche 19 eines solchen Reifens 10 im Neu­ zustand in ihrem Zenitbereich 14 mittige Ausweitungen 20 auf.

Im Betrieb verändert sich die Reifenkontur derart, daß die mittigen Ausweitungen 20 und die den Reifenschul­ tern 15 zugeordneten Randbereiche 22 der Reifenauf­ standsfläche 19 nach einer bestimmten Laufzeit auf ei­ ner Linie liegen. Dadurch ergibt sich eine im wesent­ lichen rechteckige Reifenaufstandsfläche 19, wie sie in der Fig. 8 dargestellt ist.

Die mittigen Ausweitungen 20 sind jetzt gänzlich ver­ schwunden. Der Abrieb der Lauffläche 12 des Reifens 10 ist jetzt gleichmäßig. Durch den jetzt gleichmäßigen Abrieb behält die Reifenaufstandsfläche 19 auch weiter­ hin ihre rechteckige Form. Durch ungleichmäßigen Abrieb bedingte Beschädigungen des Reifens 10 werden dadurch vermieden.

Bezugszeichenliste

10 Fahrzeugluftreifen
11 Karkasse
12 Lauffläche
13 Felge
14 Reifenzenit
15 Reifenschulter
16 Reifenhöhe
17 Reifenbreite
18 Laufstreifen
19 Reifenaufstandsfläche
20 mittige Ausweitung
21 mittige Einschnürung
22 Randbereich
23 Reifenmitte
24 mittige Krümmungszone
25 seitliche Krümmungszone
26 seitlicher Krümmungsradius
27 mittiger Krümmungsradius

Claims (5)

1. Formkontur im Bereich der Krümmung der Lauffläche an einem Fahrzeugluftreifen, insbesondere für Nutz­ fahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufflä­ che (12) eine dem Reifenzenit (14) zugeordnete mit­ tige Krümmungszone (24) und den beidseitigen Rei­ fenschultern (15) zugeordnete seitliche Krümmungs­ zonen (25) aufweist und der Krümmungsradius (27) der mittigen Krümmungszone (24) kleiner als der Krümmungsradius (26) einer seitlichen Krümmungszo­ nen (25) ist.

2. Formkontur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mittige Krümmungszone (24) etwa doppelt so groß wie eine seitliche Krümmungszone (25) bezogen auf die Reifenmitte (23) ist.

3. Formkontur nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die seitlichen Krümmungszonen (25) etwa ein Drittel und die mittige Krümmungszone (24) etwa zwei Drittel der gesamten Breite der Lauffläche (12) beträgt.

4. Formkontur nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Krümmungsradien (26) der seitlichen Krümmungszonen (25) quasi gegen unendlich gehen.

5. Formkontur nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Krümmungsradien (26) der seitlichen Krümmungszonen (25) negativ sind.