-
Luftreifen für Fahrzeuge
| Die Ertinclting betrittt eine Ausführungsform des |
| Fahrzeugreifens in bezug auf, die Ausbildung der |
| Kautschukdecke, vornehmlich der Lauffläche, wobei |
| die Bestrebung \erwirklicht wird, die für die Eigen- |
| schaften der :\ufllaum@aterialien besonders schäd- |
| liche Temperaturerhöhung des Reifens so niedrig |
| als möglich zu halten. |
| Für die Gestaltung der Lauffläche bei Fahrzeug- |
| reifen sind die verschiedenartigsten Ausführungen |
| bekannt. Hierbei ist auch die Bemühung zu er- |
| l:eniien, den Anforderungen in Bezug auf Gleit- |
| schutz, Abnutzung, Wärmeableitung und Schonung |
| des eigentlichen Rcifengerüstes oder der sog. Kar- |
| kasse zli entsprechen, die bekanntlich aus einerViel- |
| zahl von gunitnierten Cordgewebelagen besteht und |
| die außen finit einer Kautschukdecke umgellen ist. |
| 1's ist bekannt, daß die Walkarbeit als Ursache |
| der Erhitzung des lZeifeils anzusehen ist und zti |
periodisch schnell wechselnden Stauchungen und Dehnungen im Reifen führt. Diese
konzentrieren sich im wesentlichen in der Walkzone, vornehmlich unterhalb der Reifenschulter
mit ihrer starken Materialanhäufung. Die schädliche Auswirkung des zusammengefaßten
Einflusses von hoher Temperatur und mechanischer Wechselbeanspruchung äußert sich
in der Ermüdung des Reifengefüges aus Gummi und Cord. Sehr oft führt dies zu Zerstörungen
im Gummi oder im Cord oder in der Grenzschicht beider Materialien, von wo sie auch
ihren Anfang nehmen können.
-
Es hat sich nun gezeigt, daß die bisherigen Ausführungsformen der
Kautschukdecke, trotz der Anordnung weitgehend aufgelöster Dessins und hoher Dessinstollen
der Gleitschutzmusterung in der verstärkten Auflage der Lauffläche, besonders in
den seitlichen Schultern, immer noch viel zu große örtliehe
Materialanhäufungen
auch in geschlossener Form über den ganzen Umfang des Reifens aufweisen. Die hier
auftretende Blockbildung ist einerseits beachtlich für die Unnachgiebigkeit bei
der unmittelbaren Druckausübung auf das Cordgewebe und die damit verbundene erhöhte
Gefährlichkeit der Walkarbeit, während andererseits in diesen starren und starken
Teilen besonders hohe Wärmestauungen und übermäßige Erhitzungen zu verzeichnen sind.
-
So ist es verständlich, daß das Cordgewebe bzw. die Karkasse gerade
an den Stellen die höchste Beanspruchung und in. deren Verfolg vielfach Einbuchtungen
aufweist, die den stärksten Materialanhäufungen, und zwar den Reifenschultern, anliegen,
wobei die infolge der Deformierung des Reifens geförderten thermischen und mechanischen
Wechselbeanspruchungen ein Ausmaß erreichen, das zu der erwähnten kritischen Wertminderung
der Reifenelemente und schließlich zu deren Zerstörung fuhrt.
-
Die .'lufgliederung der seitlichen Schultern durch die bekannte Anordnung
von radialen Einschnitten reicht, wie sich erwiesen hat, nicht aus, um die erforderliche
Durchlüftung zur Verminderung der Wärmestauung zu erzielen. Ebenso wird eine Verminderung
der unnachgiebigen bzw. unelastischen Druckeinwirkung auf das Gewebe bei den verbliebenen
starken Stollen nicht erreicht.
-
Der gesamte Aufbau der Lauffläche läßt es nicht zu, daß tiefere radiale
Einschnitte in den seitlichen Schultern in geringen Abständen angeordnet werden,
weil sonst bei Entfallen einer geschlossenen seitlichen Umlauffläche die auftretenden
Ringspannungen zur Zerstörung der Lauffläche beispielsweise durch Rißbildungen führen
würden. Man ging bei der Laufflächengestaltung von Fahrzeugreifen dazu über, die
Krümmung der Lauffläche annähernd parallel zur Krümmung des Reifengerüstes auszuführen,
um damit etwa die seitliche Materialanhäufung zu verhindern. Abgesehen davon, daß
(lies nur bis zu einem gewissen Grad zur Verringerung der Schulterbemessung führt,
wird der spezifische Bodendruck in der Mitte der Lauffläche dadurch bedeutend erhöht
und der Gleitschutz vermindert.
-
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die sich in der Reifenschulter
mit besonders starker Materialanhäufung bemerkbar machende übermäßige Erhitzung
als Folge der starken Walkarbeit bei Dauerbetrieb, ferner d'ie durch die Unnachgiebigkeit
der starken Materialblöcke entstehenden hohen spezifischen Flächendrücke als Ursache
für die unzulässige hohe Beanspruchung des Reifengerüstes an diesen Stellen, und
schließlich der durch die Krümmung der Lauffläche bedingte stärkere spezifische
Bodendruck, insgesamt Anlaß für die ungenügende Reifenleistung und vorzeitige Abnutzung
des Luftreifens sind. Zur Beseitigung der angeführten Nachteile wird gemäß der Erfindung
eine konstruktive Umgestaltung der Kautschuklecke im Bereich der Lauffläche vorgesehen,
indem einerseits insbesondere die zur Vermeidung übermäßiger Wärmestauungen notwendige
Aufschließung der Materialanhäufung in den Reifenschultern und andererseits die
Verbreiterung der Lauffläche und ,damit die Erhöhung des Gleitschutzes sowie, Verminderung
des spezifischen Bodendruckes und der Abnutzung des Laufflächenbandes erreicht wird.
Zu diesen' Zweck wird im Bereich der Reifenschultern die Lauffläche zu beiden Seiten
frei schwebend gestaltet, wobei ein durchlaufender Luftkanal als Einbuchtung am
Reifenumfang sich in und unter die Reifenschultern erstreckt. Die Schulterblöcke
sind daher nachgiebig, im Gegensatz zu den starren Blöcken und Stollen der bisherigen
Reifenausführungen. Eine unmittelbare pufferlose Druckausübung auf das Cordgewebe
entfällt und damit auch die gefährliche übermäßige Walkarbeit, die zu der erhöhten
Erhitzung des Reifens und zur mechanischen Zerstörung des Gewebes führte. Grundsätzlich
wird die überragende bzw. frei schwebende Reifenschulter insbesondere bei kleinerenLuftreifen
durchlaufend ausgeführt. Jedoch können zur mechanischen Festigung der Schulter in
gewissen Abständen am Reifenumfang Stützrippen angeordnet werden, deren Stärkebemessung
so gehalten ist, daß ein Nachgeben bzw. Ausweichen unter der Druckbelastung ermöglicht
wird.
-
Die frei schwebende Gestaltung der Reifenschulter erwirkt die völlige
Luftumspülung, also die ständige besonders vorteilhafte Wärmeableitung. Jede schädliche
Erhitzung bei Dauerbetrieb und hei großen Geschwindigkeiten wird damit vermieden,
und die physikalischen Eigenschaften der Grundelemente des Reifens bleiben unbeeinträchtigt,
womit die längere Lebensdauer gewährleistet ist.
-
Für die vollständige Durchlüftung der Lauffläche, insbesondere der
Reifenschulter, ist die Erkenntnis maßgebend, daß die bei 'hohen Geschwindigkeiten
auftretenden Luftströmungen am Reifenumfang stark strahlenartig in Erscheinung treten.
Der verdichtete Luftstrahl übt eine erhöhte Kühlwirkung aus, weil er die Ausbuchtung
der Reifenschulter ungehindert durchströmen oder durchwirbeln kann. Sind beispielsweise
bei größeren Reifen Stützrippen für die frei schwebenden Reifenschultern vorgesehen,
so werden diese vorteilhaft an den tiefsten Stellen der Schultererhöhung mit Durchbrechungen
versehen. In dem verengten Durchbruch erhöht sich die Geschwindigkeit der Luftströmung
und damit die Wärmeableitung.
-
Die frei schwebende Gestaltung der Reifenschulter gestattet ein .-'#l>gehen
von der starken Krümmung der Lauffläche. Diese kann im Zuge der Ouerschnittsgestaltung
des Reifens gemäß der Erfindung wesentlich -verflacht werden. Damit vergrößert sich
die Gleitschutzwirkung ganz erheblich. Der Bodendruck ermäßigt sich wesentlich,
und damit tritt auch eine Verzögerung des mechanischen Abreibens des Laufgummibandes
ein. Wird also einerseits durch die Vermeidung der Erhitzung des Reifens und damit
durch die Erhaltung der physikalischen Eigenschaften der Grundelemente die Abnutzung
schon auf ein geringstes Maß beschränkt, so wird andererseits dieser Vorzug durch
die verbesserten
mechanischen l,-.itiwirkungen, also Verminderung
des Bodendruckes und völliger Fortfall des schädlichen Einflusses der Walkarbeit
im Bereich der Reifenschulter, noch bedeutend gefördert. Hierzu kommt noch, claß
durch die frei schwebende Ausbildung der Reifenschulter eine nahezu gleichmüßig
starke Ausführung des Laufflächenauftrages in der Kautschukdecke ermöglicht wird,
und damit auch eine gleichmäßige Abnutzung des Laufgummibandes auf voller Breite
eintritt.
-
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung wie folgt beschrieben: Fig.
t zeigt einen Querschnitt der Ausführungsform gemäß der Erfindung; Fig. 2 stellt
den oberen Teilquerschnitt einer anderen Ausführungsform des Reifens dar; Fig.3
veranschaulicht in perspektivischer Form eine Teilansicht des Reifens von oben und
von der Seite sowie im Querschnitt.
-
Der Unterbau ist von der Kautschukdecke 2 umkleidet. Zwischen dem
Cordgewebe i und der Laufflä chenabdeckung 3 ist die Verstärkung 4 mit Cordeinlage
5 vorgesehen. Das Laufgummiband besitzt Stollendessins 6 für den Gleitschutz.
-
Die als geschlossener Ring ausgebildeten Reifenschultern 7 sind durch
die über den gesamten Reifenumfang sich erstreckendeLtiftkammerausbuchtung8 frei
schwelend gehalten. Es ist aus der Querschnittsdarstellung nach Fig. i und 2 zu
erkennen, daß der massive Block der Reifenschulter durch die umlaufende Ausbuchtung
8 völlig aufgelöst ist, so claß eine nahezu gleich starke Belegung der Seitenflächen
der Kautschukdecke 2 besteht. Die Nachgiebigkeit der frei schwebenden Schultern
7 ist ohne weiteres erkennbar, so daß die mit einer Wellenlinie 9 bezeichneten,
bei massiven Schultern stark gefährdeten Teilstellen des Cordgewebes i nunmehr keiner
pufferlosen Druckbeanspruchung durch die Walkarbe it der Schultern 7 unterworfen
sind.
-
Die Nlaterialan'häufung an der Reifenschulter ist durch die Auftragstärke
(f angedeutet und zumVergleich die geringe Materialstärke der Reifenausführung getnäli
der Erfindung durch dl bezeichnet. Die frei schwebenden Schultern 7 können im Bedarfsfall,
beispielsweise bei größeren Reifen, durch Stützrippen io ge'lialten werden, die
in bestimmten Abständen am lZeifenumfang angeordnet sind. Die Bemessung der Stützrippen
io ist so gehalten, daß sie nachgiebig sind und den Bewegungen der Schulter 7 folgen.
An sich sind die Flächen der Rippen io für die zusätzliche Wärmeableitung bestens
geeignet. Zur völligen Durchlüftung der Ausbuchtung 8, in Ausnutzung der scharfen
Luftstrahlung am Reifenumfang hei hoher Fahrtgeschwindigkeit, können in den Stützrippen
io die 1>urcltltreclittngen i i vorgesehen werden. An Stelle der dargestellten hohen
Stützrippen io können auch niedriger oder kürzer gehaltene Stützrippen vorgesehen
werden. Gegebenenfalls ist auch die Anordnung verschiedener Stützrippen -in wechselweiser
Reihenfolge möglich.
-
Die Ausführungsform nach Fig. i zeigt einen Luftreifen mit normal
gekrümmter Lauffläche 3, wobei die Bogenhöhe hl in bestimmtem Verhältnis zur Laufflächenbreite
b1 steht. Entsprechend der Bogenhöhe hl ergibt sich die Breite a1 der Bodendruckellipse.
-
Demgegenüber zeigt die Ausführungsform nach Fig. 2 eine durch die
frei schwebende Gestaltung der Reifenschulter 7 ermöglichte flache Ausführung der
Lauffläche 3, die dadurch eine wesentliche Verbreiterung erfährt mit den günstigeren
Auswirkungen für Gleitschutz und spezifischen Bodendruck. Entsprechend der Laufflächenbreite
b$ und der geringen Bogenhöhe h2 ist die größere Breite a2 der Bodendruckellipse
gezeichnet.