DE7713948U1

DE7713948U1 - Hochbelastbarer, auf schraegschulterfelgen montierbarer fahrzeugluftreifen mit einer ringfoermigen verstaerkungseinheit fuer den wulst

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Publication number: DE7713948U1
Application number: DE7713948U
Authority: DE
Original assignee: UNIROYAL AG 5100 AACHEN
Current assignee: UNIROYAL AG 5100 AACHEN
Priority date: 1977-05-03
Filing date: 1977-05-03
Publication date: 1977-09-29
Also published as: SE7805045L; CA1081103A; BE866677A; IT7868019A0; JPS53136205A; IT1107189B; GB1601143A; US4216814A; FR2389504B1; AU3562078A; AU522190B2; FR2389504A1

Description

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PATENTANWÄLTE

DR.-ING. R. DÖRING DIPL.-PHYS. DR. J. FRICKE

BRAUNSCHWEIG MÜNCHEN

G 77 13 948.1 Uns.Z.: 5215 7. Juli 1977

Uniroyal AG
5100 Aachen 1, Hüttenstr. 7

Hochbelastbarer, auf Schrägschulterfelgen montierbarer Fahrzeugluftreifen mit einer ringförmigen Verstärkungs·' einheit für den Wulst

Die Erfindung betrifft einen hochbelastbaren, auf Schrägschulterfelgen montierbaren Fahrzeugluftreifen für Lastkraftwagen, Groß- und/oder Schwerfahrzeugen mit einer ringförmigen Verstärkungseinheit für den Wulst, bestehend aus einem im Querschnitt mehreckigen Wulstkern, aus dircht liegenden Windungen eines in mehreren Lagen gewickelten Drahtes und einem auf der radial nach außen weisenden Umfangsfläche des Kernes aufsitzenden Kernreiter.

Derartige ringförmige Verstärkungseinheiten im Wulst von Kraftfahrzeugluftreifen haben die Aufgabe, die Karkasse zu verankern und die Wechselspannungen, die in den Kordelementen der Karkasse durch den Luftdruck und die Last verursacht v/erden, zuverlässig an die Felgen weiterzuleiten, Die einzelnen Drahtwindungen des Wulstkernes v/erden dabei hohen Beanspruchungen ausgesetzt. Der Wulstkern kann seine Aufgabe aber nur dann optimal erfüllen, wenn alle Drähte des Wulstkernes gleichförmig belastet werden.

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Es ist bekannt, dem Wulstkern eine rechteckige Querschnittsforrt oder eine sechseckige Querschnittsgestalt zu geben. Solche Wulstkerne sind in der Lage, einen hohen Anteil an Verformungsenergie abzubauen und Spannungen aus Kräflen vom Reifen auf die! Felge zuverlässig zu übertragen. Die Beanspruchung der Wulstdrähte ist damit aber nicht gleichmäßig gewährleistet. j

Es ist bei Reifen für Steilschulterfelgen, deren Sitzflächen i unter einem Winkel von 15° zur Reifenachse axial nach außen an- j steigend verläuft bekannt, den im Querschnitt parallelogramm- oder trapezförmig oder langgestreckt sechseckförmig ausgebilde- l ten Wulstkern mit seiner zur Reifenachse weisenden Fläche unter dem gleichen Winkel zur Reifenachse schräg verlaufend auszubilden, unter dem die Sitzfläche der Steilschulterfelge orientiert ist. Steilschulterfelgen mit stark geneigter Wulstsitzfläche werden im großen Umfang für schlauchlose Lastkraftwagenreifen eingesetzt. Dabei gewährleistet die parallele Orientierung des Kernes zur Steilschulter, daß die einzelnen Drahtwindungen des Wulstkernes mit gleicher Spannung auf der Sitzfläche aufliegen (vgl. DT-Gbm 18 05 478 und DT-OS 21 62 847).

Bei den üblichen Schrägsdulterfelgen, die ebenfalls für hochbelastbare Reifen einsetzbar sind, verläuft die Sitzfläche der Felge gegenüber der Radachse unter einer Neigung von etwa 5°. Die auf solchen Schrägschulterfelgen montierten Reifen weisen in der Regel mehrecüge Wulstkerne auf, deren Drahtlagen parallel zur Radachse orientiert sind. Dadurch ist eine gleichmäßige

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Spannungsverteilung auf die Drahtwindungen der Drahtlagen, insbesondere der radial inneren Drahtlagen, des Wulstkernes nicht gewährleistet.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine ringförmige Verstärkungseinheit dar eingangs näher bezeichneten Art für den Wulst von hochbelastbaren und auf Schrägschulterfelgen montierbaren Fahrzeugluftreifen so weiter zu bilden, daß sie einen hohen Anteil an Verirmungsenergie bei der zuverlässi-; gen Übertragung hoher Kräfte vom Reifen auf die Felge abbauen, und daß sie eine gleichmäßige Spannungsverteilung auf die einzel-r nen Drahtwindungen des Wulstes gewährleisten kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jede Lage des in jeder die Reifenachse enthaltenden Schnittebene senkrecht zu dieser Ebene orientierten Drahtes des Wulstkernes · in einer kegelstumpfformigen Mantelfläche mit einem axial nach außen öffnenden KegelwinkelaC von etwa 10° angeordnet ist, die Mittenverbindungslinie der axial außen liegenden Drähte wenigstens der beiden radial innersten Lagen mit einer Mantellinie der kegelstumpfformigen Mantelfläche einen Winkel β von etwa 60 bis 85° und die Mittenverbindungslinie der axial innen liegenden Drähte derselben Lagen mit einer Mantellinie der kegelstumpfformigen Mantelfläche einen Winkel <f von 60° bis 120° einschließen , und daß der Wulstquerschnitt in Bezug zu einer Achse, die parallel zu einer Mantellinie der kegelstumpfformigen Mantelfläche liegt, asyijmaetrisch ist.

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Durch die Orientierung der Lagen wird gewährleistet, daß alle Drähte, insbesondere die der beiden radial innersten Lagen, des Wulstkernes gleichen Spannungen ausgesetzt sind. Dies trifft auf die Wulstdrähte, die der Felgenhornseite näher liegen, efrsnso zu, wie a ^f die Wulstdrähte, die von der Felgenhornseite weiter ent- : fernt sind. Der Wulstkern besitzt aufgrund seiner kompakten Form ein hohes Kraftaufnahmevernigen und bildet zusammen mit dem in ! JV radialer Richtung gedrungen ausgebildeten Kernreiter eine im : wesentlichen starre Verstärkungseinheit. Trotz der vorgesehenen | Umrißgestalt des Wulstkernes Mldet dieser eine g Unstige Anlage für die Karkasse, da die Querschnittsform ein wirksames Verankern der Karkasse gewährleistet. Die den Wulstkern bildenden Drähte können runden oder eckigen Querschnitts sein. Sie können gummiert und im Falle der Bildung eines Lamellendrahtpakets ungummiert verwendet werden.

Vorteilhafterweise ist die Anzahl der Lagen bei sechseck- oder achteckförmigen Querschnitt des Wulstkernes gleich oder nur um

.den Wert 1 größer als die Anzahl der Drähte in der breitesten :Lage.

iEine vorteilhafte Ausführung ergibt sich, wenn jeder der drei, paarweise einen Winkel von etwa 120 einschließenden Mittenverbindungslinien von an den radial nach innen weisenden Oberflächen des Wulstkernes liegenden Drähten einer dazu parallelen Mittenverbindungslinie von an den radial nach außen weisenden Oberflächen i des Wulstkernes angeordneten Drähten zugeordnet ist.

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[Hierbei wird der Kernreiter zweckmäßigerweise so angeordnet, daß j er an wenigstens zwei aneinander anschließenden Außenflächen des im Umriß sechs- oder achteckigen Wulstkernes anschließt.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigen: ^!

Fig. 1 im Querschnitt den Wulstbereich eines Fahrzeugluftreifens der in Frage stehenden Art;

Fig. 2 im größeren Maßstabe die Verstärkungseinheit gemäß der Er-: findung in zwei sich diametral gegenüberliegenden Schnitt-i bereichen, wobei diese Schnittbereiche in radialer Richtung zusammengerückt dargesta.lt sind und

Fig. 3 einen Querschnitt durch einen Wulstkern der Verstärkungs- ; einheit nach Fig. 2 in der bevorzugten Ausführungsform.

Die in den Fig. dargestellte ringförmige Verstärkungseinheit ist für hochbelastbare, große und/oder schwere Fahrzeugluftreifen be-i stimmt, die auf Schrägschulterfelgen von Lastkraftwagen, Groß- und/oder Schwerfahrzeugen montierbar sind. Der Aufbau solcher Fahrzeugluftreifen ist bekannt und braucht hier nicht näher erläutert zu werden.

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Ein solcher Fahrzeugluftreifen weist in der Regel eine mindestens einlagige Radialkarkasse 2 auf, deren Rand im Bereich des Reifenj wulstes 1 gemäß Fig. 1 um die ringförmige Verstärkungseinheit 4, 5 axial nach außen umgeschlagen ist und wie Fig. 1 bei 2a zeigt, im Abstand von der Verstärkungseinheit 4,5 endet. Um den um die Verstärkungseinheit geschlungenen Umschlag der Karkasse 2 ist ein Wulstverstärkungsstreifen 3 aus Kordmaterial gelegt, dessen axial %, außen liegender Kantenbereich 3a über den Kantenbereich 2a der Karkasse in radialer Richtung hinausragt. Die beiden Kantenbereiche 2a und 3a sind in eine Gummimasse 10 mit besonderem elasj tischen und hohem Energieaufnahmevermögen eingebettet. Die charak ■ teristische Form des Wulstes wird diesem durch entsprechende ι ! Gummimassen verliehen, so daß der Wulst eine axial nach außen \ weisende Wulstferse 8, eine axial nach innen weisende Wulstzehe |

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7 und eine Wulstsohle oder Sitzflähe 6 aufweist. j

Der Kernreiter 4 weist im Vergleich zu seiner größten Breite eine

vergleichsweise geringe radiale Höhe auf und ist aus einer besonders harten Gummimischung hergestellt. Er sitzt mit seinem rela-_: tiv breiten Fußbereich großflächig unmittelbar auf dem Wulstkern

5 auf, so daß zwischen diesen beiden eine besonders innige Verbindung besteht und oeide zusammen eine beonders steife Verstärkungseinheit bilden.

Der Wulstkern ist auo Drähten von gleichem Querschnitt gewickelt, wobei die einzelnen Drähte in jeder die Reifenachse enthaltenden' Querschnittsebene senkrecht zu dieser Ebene verlaufen. Im Wulst-

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-Ι kern liegen die Drähte jeder für sich und alle gemeinsam ohne Verwindun.^.vor. Die Drähte sind in dicht aufeinanderliegenden Lagen gewickelt, wobei die Lagen alle auf Kegelmantelflächen liegen, deren gemeinsame Achse mit der Reifenachse .zusammenfällt und deren Kegelwinkel#6, d. i. 18 gemäß Fig. 2, einen Wert von etwa 10° aufweist. Die Kegelmantelflächen öffnen sich dabei von j der Reifenmitte aus gesehen axial nach außen.

Die Breite der einseinen Lagen und damit die Anzahl der in jeder

' Lage vorgesehenen Drähte kann nach einem vorbestimmten Muster ! variieren, so daß die Wulstkerne unterschiedlich polygonale Quer!·

i ι schnitte, wie bei 40 in Fig. 3 angedeutet, aufweisen. Die Quer- |

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; schnitte sind in Bezug zu der gedachten Achse 48 bzw. 48^f, die \ parallel zu~ Mantellinie 47 der kegelstumpfförmigen Mantelfläche: liegt, asymmetrisch.

Wie aus Fig, 2 hervorgeht, nimmt bei Sechseck- bzw. Achteckquerschnitt die Breite der Lagen und damit die Anzahl der Drähte in jeder Lage von der radial innersten Lage 25 und von der radial äußersten Lage 35a aus gesehen in radialer Richtung von Lage zu Lage um einen Draht zu. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß die jeweils außen liegenden Drähte 27, 28 bzw. 29, 30 wenigstens der beiden innersten Lagen a und b (vgl. Fig. 3) Mittenverbindungslinien 31 und 32 aufweisen, die mit der Kegelmantelfläche einen Winkel 33 bzw. 34 von etwa 60° bilden. Bevorzugt gilt das gleiche auch für wenigstens die drei äußersten Lagen i,h,g (Fig. 3) des Wulstkernes.

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j Die Querschnittsgestalt des mittleren Bereiches des Wultstkernes i
kann variieren. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 erhält der Wulstkern einen achteckigen Querschnitt und zwar dadurch, dajß ausgehend von einem sechseckförmigen Querschnitt jeweils ein Draht 41 bzw. 42 (vgl. Fig. 3) an der in axialer Richtung am

ι weitesten nach außen reichenden Lage e bzw. c fortgelassen ist. ' Bei Beibehaltung der Drähte 41 und 42 ergibt sich statt des acht;-eckförmigen ein sechsförmiger Umriß.

Wenn Wulstkerne mit unterschiedlichem Kraftaufnahmevermögen für verschiedene Reifen benötigt werden, wird ausgehend von dem gleichen Grundquerschnitt des Kernes bevorzugt die zusätzlich gewünschte Zahl von Drähten auf den beiden Seitenflächen vorgesehen, Vielehe in unmittelbarem Kontakt mit dem Kernreiter 4 (Fig.1) stehen, d. h. durch eine zusätzliche Lage i auf der radial nach außen weisenden Seite und durch jeweils einen zusätzlichen Draht an dem axial nach außen weisenden Ende der radial äüteren Lagen d,e,f,g,h. Auf diese Weise kann der Querschnitt des Kernes und damit sein Kraftaufnahmevermögen vergrößert werdsn, ohne daß die Querschnittsform sich ändert.

Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß aufgrund dieser Maßnahmen die Ver stärkungseinheit eine besonders günstige Anlagefläche für die Karkasse 2 und ihren Umschlag 2a bietet, wobei sich ein sehr langer Scherpfad zwischen Karkasse und Verstärkungseinheit ausbildet.

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Wenn man die Aufsitzfläche des Kernreiters 4 auf der Außenseite des Wulstkernes 5 vergrößern will, ohne gleichzeitig nennenswert die Querschnittsfläche des Wulstkernes zu vergrößern, kann ran die radial außenli^gende Aufsitzfläche des Wulstkernes in axialer Richtung nach außen, wie dies durch den Pfeil 51 angedeutet ist, erweitern, indem man lediglich die schon vorgegebene Umfangsflächen entsprechend der strichlierten Linie 45 in Fig. 3 verlängert, so daß der Querschnitt eine rhombische Gestalt erhält. In jedem Fall bleibt die Neigung der Mittenverbindungslinien der Drähte in der gleichen Lage und damit die Orientierung der Lagen gegenüber einer zur Reifenachse parallelen Linie, wie sie strichpunktiert bei 50 in Fig. 3 angedeutet ist, unter dem eingangs näher bezeichneten Winkel geneigt. Ebenfalls bleibt auch der Winkel, den die Mittenverbindungslinien 43 und 44 bzw. 43a und 44a einschließen, im Bereich von 120°.

In Fig. 2 sind die den Kegelwinkel J^ von etwa 10° einschließenden Kegelmantel- bzw. Mittenverbindungslinien mit 17a und 17b bzw. mit 36a und 36b für die innerste und die radial äußerste Lage 35a und 35b bezeichnet, während die Mittenverbindungslinien der daran angrenzenden und mit der Kgelmantellinie jt-weils einen Winkel β bzw.£ wenigstens 60° bildenden, die Mitten der i η der Lage außen liegenden Drähte verbindenden Linien mit 31 und 32 bzw. 31a und 32a'lazeichnet sind_o

Man erkennt, daß jeder dieser Mantel- bzw. Mittenverbindungslinien eier dazu parallelen Mantel- oder Mittenverbindungslinie

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gegenüberliegt.

Die in Fig. 2 nur teilweise wiedergegebenen gedrungenen Kernreiter I6a und 16b grenzen an zwei Seiten der Wulstkerne 15a und 15b an. Mit A und B sind zur Reifenachse parallele Linien wiedergegeben, während der Pfeil 19 in Fig. 2 die Richtung von der
Reifenmitte axial nach außen wiedergibt. !

Ansprüche

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Claims

Ansprüche

1. Hochbelastbarer, auf Schrägschulterfelgen montierbarer Fahrzeugluftreifen für Lastkraftwagen, Groß- und/oder Schwerfahrzeugen mit einer ringförmigen Verstärkungseinheit für den Wulst» bestehend aus einem im Querschnitt mehreckigen Wulstkern, aus dicht liegenden Windungen eines in mehreren Lagen ge-; wickelten Drahtes und einem auf der radial nach außen weisen- ί den Umfangsflache des Kernes aufsitzenden Kernreiter, dadurch ^! gekennzeichnet , daß jede Lage (a bis i) des in jeder die Reifenachse enthaltenden Schnittebene senkrecht zu dieser Ebene orientierten Drahtes (20) in einer Kegelmantelfläche (17a, 17b) mit einem axial nach außen öffnenden Kegel- , w'.nkel (18) von etwa 10° angeordnet ist und die Mittenverbindungslinie (31) der axial außen liegenden Drähte (27, 28) wenigstens der beiden radial innersten Lagen (25, 26) mit einer Mantellinie (17a, 17b) der kegelstumpfförmigen Mantelfläche einen Winkel (33) von etwa 60° bis 85° einschließt und die Mittenverbindungslinie (32) der axial innen liegenden Drähte (29, 30) wenigstens der beiden radial innersten La^en (25, 26) mit einer Mantellinie (17a, 17b) der kegelstumpfförmigen Mantelflächen einen Winkel (34) von etwa 60° bis 120° einschließt, und daß der WuIstkernqüerschnitt in Bezug zu einer Achse, die parallel zu einer Mantelli -:te (17a, 17b) der kegelstumpf förmigen Mantelfläche liegt, asymmetrisch ist.

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J2« Verstärkungseinheit nach Anspruch 1, daß die Anzahl der Lagen j etwa der Anzahl der Drähte in der breiteten Lage eines sechs- I

eck- bzw. achteckförmigen Wulstquerschnittes ist. j

3. Verstärkungseinheit nach Anspruch 1 und 2, daß jeder der drei ;

paarweise einen Winkel von etwa 120° einschließenden Mittenverbindungslinien (17b,31,32) von an den radial nach innen weisenden Oberflächen des Wulstkernes liegenden Drähten (27,28,29,30) eine dazu parallele Mittenverbindungslinie (36b,JIa,32a) von an den radial nach außen weisenden Oberflächen der Wulstkerne angeordneten Drähten zugeordnet ist.

4. Verstärkungseinheit nach Anspruch 1 bis 3, dadurch g e k e nnzeichnet, daß die Anzahl der Lagen gleich oder höchstens um den Wert (1) größer als die Anzahl der Drähte in der breitesten Lage ist.

5. Verstärkungseinheit nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kernreiter (4) an wenigstens zwei aneinander anschließenden Außenflächen des im Uiariß sechseck- oder achteckigenWulstkernes (5) anschließt,.

6v Verstärkungseinheit nach Anspruch 4 oder 5, dadurch g e k e η nz e i c h ne t, daß die Anzahl der Drähte pro Lage wenigstens bei den drei radial äußeren Lagen i,h,g radial von aui3en nach innen gesehen jeweils um einen Draht zunimmt.

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