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Gebiet der
Erfindung
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Die
Erfindung betrifft den Wulstbereich eines Luftreifens, spezieller
einen einlagigen Reifen mit einem Wulstbereich ohne Kernprofil und
einer eingeschlossenen Wulststruktur, wenn er auf einer spezifizierten
Felge montiert ist.
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Hintergrund
der Erfindung
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Da
neue Materialien entwickelt werden und die Stärke der Materialien zunimmt,
sind vereinfachtere Konstruktionen von Luftreifen möglich. Wo
beispielsweise in der Vergangenheit Radialreifen nahezu ausschließlich unter
Verwendung von zwei Karkassenlagen hergestellt wurden, werden in
den letzten Jahren einlagige Karkassenkonstruktionen entwickelt.
Es gibt jedoch manche Fälle,
beispielsweise, wenn von einem Reifen erwartet wird, dass er unter rigorosen
Bedingungen verwendet wird, wie etwa auf unasphaltierten Straßen, oder
Straßen
mit einer Neigung zu Schlaglöchern,
in denen die von zwei Karkassenlagen verschaffte zusätzliche
Verstärkung noch
stets in der Seitenwand des Reifens benötigt wird. Im Stand der Technik
wird diese zusätzliche Verstärkung in
manchen Fällen
durch eine extra lange Umschlaglage verschafft, die sich bis zum
Gürtelrand
eines Reifens erstreckt. Somit werden, obwohl eine einlagige Konstruktion
verwendet wird, in einem Seitenwandbereich des Reifens, wo der Umschlag sich
mit dem Hauptkörper
der Karkassenlage überlappt,
zwei Lagen Karkassenverstärkung
verschafft.
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In
Zweilagenkonstruktionen des Standes der Technik wurde festgestellt,
dass die untere Seitenwand eines Reifens, insbesondere im Wulstbereich, stärker gemacht
werden kann, indem eine verriegelte Einbinde-Wulstkonstruktion verwendet
wird, wie etwa in US-A-4,922,985; 5,058,649 und insbesondere US-A-5,524,688,
herausgegeben am 11. Juni 1996, beschrieben. In der beschriebenen
Konstruktion wird kein Kernprofil verwendet, und die Umschläge der zwei
Karkassenlagen sind um jeden Wulst herumgeschlagen, und ein Wulstschutz-Kernprofil
(d.h. ein kombinierter Wulstschutzstreifen und Kernprofil) verriegelt
die Umschläge
gegen den Wulst und gegen den Hauptkörper der Karkassenlagen.
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Goodyear
hat in der Vergangenheit eine verriegelte Einbindekonstruktion an
einlagigen Reifen mit einem kurzen oder hohen Umschlag (d.h. einem Umschlag
von weniger als der Querschnittsbreite des Reifens) verwendet. Das
Dokument EP-A1 052 117 offenbart einen Reifen derselben Art wie
zuvor beschrieben, der auch eine Karkasse mit einem Umschlag, der
sich in den Gürtelbereich
des Reifens erstreckt, enthält.
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Es
ist ein kontinuierliches Ziel in der Technik, die Konstruktion von
Luftreifen zu vereinfachen, während
gleichzeitig die Robustheit des Reifens in spezifischen Bereichen
des Reifens, wo eine robuste Konstruktion für nötig gehalten wird, erhöht wird.
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Ein
solches Ziel wird mit einem Reifen in Übereinstimmung mit Anspruch
1 erzielt.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 illustriert
einen Reifen des Standes der Technik mit einer einlagigen Konstruktion
mit einem verlängerten
Karkassenlagenumschlag.
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2 illustriert
einen einlagigen Reifen der Erfindung mit einem verlängerten
Lagenumschlag und einer verriegelten Wulst(Wulstschutz-Kernprofil)-Konstruktion.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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Unter
Bezugnahme auf 1 ist, in einem als "Hülllagen-Einbinde"-Konstruktion bekannten Reifen
des Standes der Technik, eine einzelne Karkassenlage 18 um
ein Paar voneinander beabstandeter ringförmiger Wülste 28 herumgeschlagen,
und der Umschlag 22 der Karkassenlage erstreckt sich bis
in den Gürtelbereich
des Reifens, sodass das Ende der Karkassenlage 24 unter
die Gürtelränder 26 passt.
Die Wülste 28 können eine
Vielzahl von Umwicklungen eines einzigen Metallfilaments umfassen.
Andere Wulsttypen sind den Fachleuten in der Technik bekannt. Die
Gürtelverstärkung 25 verschafft eine
Verstärkung
für den
Reifen radial auswärts
von der Karkassenlage 18 im Zenitbereich des Reifens radial
einwärts
von der Lauffläche 12.
Der Reifen ist auch mit einem Kernprofil 30 benachbart
zum Wulst 28 hergestellt, welcher zwischen der Karkassenlage 18 und
dem Lagenumschlag 22 angeordnet ist. Ein Wulstschutz 32 ist
axial auswärts
vom Umschlag 22 im Wulstbereich des Reifens angeordnet
und wird von der Seitenwand 14 überlappt. In der illustrierten Reifenkonstruktion
ist eine Innenisolierung 16 vorgesehen, welche, zwecks Konstruktionserleichterung, verlängert sein
kann, um um den Wulst 28 und den Umschlag 16a herumgeschlagen
zu werden. In einer solchen Konstruktion vermischt sich der Kautschuk des
Innenisolierungsteils 16a mit dem Kautschuk des Wulstschutzes 32,
wenn der Reifen ausgehärtet
wird.
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In
einer Reifenkonstruktion bezieht sich der Hauptteil der Karkassenlage
auf denjenigen Teil der Karkassenlage, der sich zwischen den Wulstkernen des
Reifens erstreckt. Die Karkassenlage umfasst in ein Elastomer eingebettete
Verstärkungskorde,
wodurch ein Kompositmaterial aus Elastomer und Verstärkung verschafft
wird. Der Umschlagteil der Karkassenlage ist radial und axial auswärts von
den Wulstkernen angeordnet und verläuft im Reifen des Standes der
Technik über
dem Kernprofil und ist einem geeigneten Abstand mit dem Hauptteil
der Karkassenlage in Kontakt. Der Wulstbereich des Reifens, zusätzlich zu
dem Wulstkern und der Umschlaglage, umfasst Elastomermaterialien,
die den Wulst und die Umschlaglage umgeben.
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Wie
hierin verwendet, bezieht der Begriff "radial" sich auf Richtungen, die hin zu oder
weg von der Rotationsachse des Reifens verlaufen. Der Begriff "axial" deutet Richtungen
an, die parallel zur Rotationsachse eines Reifens verlaufen.
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Bei
Reifen des Standes der Technik umfassen andere Komponenten, die
sich in dem Wulstbereich des Reifens befinden können, einen Zehen-Gummistreifen
und einen Wulstschutzstreifen. In den meisten Fällen ist der "Zehen-Gummistreifen" eine an der am weitesten
von dem Wulstkern entfernten Seite der Karkassenlage um die Karkassenlage und
den Wulstkern herumgefaltete Lage von Verstärkungskorden. Der Hauptzweck
eines Zehen- Gummistreifens
ist das Schützen
des Wulsts vor Beschädigung
während
der Montage des Reifens an einer Felge und das Schützen der
Zehe des Reifens während anschließender Verwendung
des Reifens auf der Felge. Ein Wulstschutz kann entweder ein zähes Elastomermaterial
sein, das den Wulstbereich während
des Montierens und Gebrauchs des Reifens vor Abrieb schützt, oder
eine Gewebelage, die sich von radial einwärts vom Wulstkern zu derselben
radialen Höhe wie
der Rand des Umschlags erstreckt. Die Verstärkungskorde der Karkassenlage 18 sind
so ausgerichtet, dass der Reifen das ist, was in der Technik üblicherweise
als Radialreifen bezeichnet wird.
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In
dem Reifen 20 der Erfindung, wie in 2 gezeigt,
wird eine gleichartige einlagige Konstruktion verwendet, wobei eine
einzige Karkassenlage 18 um einen Wulst 28 herumgeschlagen
ist, wobei der Unterschied ist, dass der Umschlag 22a im
Wesentlichen um den Wulst 28 herumläuft, d.h. es ist kein Kernprofil 30 zwischen
der Karkassenlage 18 und dem Umschlag 22a vorgesehen,
wie dieses im Reifen des Standes der Technik vorhanden war. Stattdessen
ist ein "Wulstschutz-Kernprofil" 34 (Wulstschutzstreifen-Kernprofil)
vorgesehen, das so geformt ist, dass es über die Oberseite des Wulsts passt,
wodurch es die Umschlaglage 22a gegen den Wulst und gegen
die Karkassenlage 18 verriegelt. Das Wulstschutz-Kernprofil 34 ist
im Wesentlichen dicker als der Wulstschutz 32 des Standes
der Technik, und verringert, aufgrund seiner Hebelkraft gegen den
Wulst 28, die Flexibilität des Wulstbereichs des Reifens.
Das Wulstschutz-Kernprofil 34 ist keilförmig und erstreckt sich über 60%
bis 90% des Abstandes von dem Wulst 28 zu der Position
von maximal der Querschnittsbreite (SW) des Reifens, und das keilförmige Ende 34a wird
von der Seitenwand 14a überlappt,
sodass die Seitenwand sich zu einer Spitze 14b verjüngt, die
50 bis 80% des Abstandes von der Querschnittsbreite (SW) des Reifens
bis zu dem Wulst 28 beträgt. Ansonsten ist der Reifen 20 gleichartig
dem in 1 gezeigten Reifen des Standes der Technik konstruiert.
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Das
Wulstschutz-Kernprofil 34 ist ein elastomeres Versteifungselement,
das ein Elastomer mit einer Shore A-Härte von 60 oder mehr und einem Youngschen
Modul von 11,7 MPa (1700 engl. Pfund pro Quadratzoll) oder mehr
umfasst. Das Wulstschutz-Kernprofil 34 erstreckt sich axial
auswärts
von dem Wulst und dem Karkassenlagenumschlag und erstreckt sich
von einem radialen inneren Ende 34b, das sich an der radial äußersten
Ausdehnung des Wulstkerns 28 und Umschlags 22a befindet,
zu einem radial äußeren Ende,
das radial auswärts
von einem Felgenflansch einer Felge, an der montiert zu werden der
Reifen gestaltet ist, angeordnet ist.
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In
einer alternativen Ausführung
kann das Wulstschutz-Kernprofil 34 co-extrudierte
Verbindungen umfassen, die verschiedene Eigenschaften haben. Die
Eigenschaften der Verbindungen können
so gesteuert werden, dass sie dem Innenteil des Wulstschutz-Kernprofils
extra Steifigkeit verschaffen, um die untere Seitenwand des Reifens
zu versteifen, was, wie man glaubt, eine bessere Handhabung des Reifens
verschafft.
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Eine
weniger steife Verbindung im Außenteil des
Wulstschutz-Kernprofils kann die Karkassenlage 18 und den
Umschlag 22a gegen Straßenrisiken abpolstern, und
um das Abscheuern der Felge zu minimieren. Der Umschlag 22a läuft im Wesentlichen
um den Wulst 28 herum, d.h. es ist kein Kernprofil 30 zwischen
der Karkassenlage 18 und dem Umschlag 22a vorgesehen,
wie er im Reifen des Standes der Technik vorhanden war. Stattdessen
ist ein Wulstschutz-Kernprofil 34 vorgesehen, das so geformt
ist, dass es über
die Oberseite des Wulsts passt, wodurch es den Umschlag 22a gegen
die Oberseite des Wulsts verriegelt. Das Wulstschutz-Kernprofil 34 entspricht
im Wesentlichen der Form des Wulsts 28.
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Es
gibt weniger Komponenten, daher ist die Reifenkonstruktion der Erfindung
leichter zu bauen. Die Robustheit des Wulstschutzes 34,
und seine Form, worin er den Wulst 28 umgibt, verringert
die Flexibilität
des Wulstbereichs des Reifens, sodass, wenn der Reifen beispielsweise
auf ein Schlagloch trifft, der Reifen nicht auf den Wulst herunterdrückt. Man
glaubt, dass die Reifenkonstruktion der Erfindung die Wulsthaltbarkeit
eines Reifens, worin sie verwendet wird, erhöht.
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Die
Reifenkonstruktion der Erfindung ist besonders für Personenwagenreifen eingerichtet,
d.h. für
Fahrzeuge mit einem Gewicht in dem Bereich von 680 bis 2268 kg (1500
bis 5000 engl. Pfund). Der Reifen ist dazu gestaltet, die Normbelastbarkeit
eines solchen Fahrzeugs zu handhaben. Der Reifen kann ein Querschnittsverhältnis von
60 bis 85, vorzugsweise 60 bis 80, eine Laufflächenbreite von 105 bis 170 mm,
und einen Durchmesser von 25 bis 38 cm (10 bis 15 Zoll) haben.
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In
der illustrierten Ausführung
umfasst das Wulstschutz-Kernprofil 34 eine
Verbindung mit einer Shore A-Härte > 60. Das Volumen des
Wulstschutz-Kernprofils 34 umfasst 75% bis 95% des Gesamtvolumens
des Kernprofils 30 und Wulstschutzstreifens 32 in
einem gleichartig dimensionierten Reifen des Standes der Technik
und verschafft dementsprechend sowohl eine Gewichtsersparnis als
auch eine Verringerung der Anzahl von Komponenten in dem Reifen.
Die zusätzliche
Dicke des Wulstschutz- Kernprofils 34,
von seinem Standort über
dem Wulst benachbart zur Innenisolierung 16b, zu seiner axial äußeren Oberfläche, außer der
Verriegelung in dem Umschlag, verschafft einen zusätzlichen
Schutz gegen Scheuern für
den Wulst 28 und Umschlag 22a an dem Wulst als
im Reifen des Standes der Technik angetroffen.
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Die
steife untere Seitenwand zwingt die Durchbiegung der Seitenwand
dichter zur Schulter 19 des Reifens 20, wodurch
die untere Seitenwand des Reifens weiter stabilisiert wird.
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In
einer illustrierten Ausführung
sind Reifen mit einer Laufflächenbreite
von 105 bis 170 mm und Querschnittsverhältnissen von 60 bis 80 konstruiert worden.
Die illustrierten Reifen haben ein Wulstschutz-Kernprofil 34, das sich mit
der Seitenwand 14 um etwa 40% bis 75% des Abstandes von
der Zehe 34b des Wulstschutz-Kernprofils 34 bis
zur Spitze 34a des Wulstschutz-Kernprofils 34 überlappt.