DE1505047A1 - Luftreifen und Verfahren zum Herstellen desselben - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen verbesserten Luftreifen und insbesondere einen Luftreifen, der ein ungewöhnlich niedriges Profil und flache, breite Lauffläche aufweist.

Die herkömmlichen Luftreifen, die in der Karkasse mit einem über Kreuz geführten Cordgewebe hergestellt sind, weisen eine Anzahl zweckmäßiger Eigenschaften auf. Von denselben ist jedoch allgemein bekannt, dass dieselben relativ schlechte Abriebeigenschaften, Rollwiderstand und Übertragung der Zugkraft auf die Straßenoberfläche im Vergleich zu z.B. Gürtelreifen aufweisen, die zwischen der Karkasse und der Lauffläche um den Umfang herum ein nicht dehnbares Band besitzen. Derartige Gürtelreifen besitzen gegenüber herkömmlichen Reifen wesentlich verbesserte Abriebeigenschaften der Lauffläche, sowie verringerten Rollwiderstand und erhöhte Übertragung der Zugkraft des Fahrzeuges auf die Straßenoberfläche. Andererseits sind Gürtelreifen mit einer Anzahl unzweckmäßiger Eigenschaften behaftet, zu denen eine schlechte Dauerhaftigkeit der Seitenwand, Einschließen von Straßenhindernissen, größere Laufunruhe, höhere statische Steuerungs-Drehkraft und wesentlich höhere Herstellungskosten gehören.

Erfindungsgemäß wird ein Luftreifen mit einem kleineren Verhältnis der Querschnittshöhe zu der Querschnittsbreite als bei herkömmlichen oder Gürtelreifen in Vorschlag gebracht, der sich durch die wesentlich besseren Abriebeigenschaften der Lauffläche als bei herkömmlichen Reifen und wesentlich größere Dauerhaftigkeit der Seitenwand als bei Gürtelreifen auszeichnet.

Erfindungsgemäß wird weiterhin ein Reifen niedrigen Profils in Vorschlag gebracht, der bessere Abriebeigenschaften der Lauffläche, niedrigeren Rollwiderstand und einen größeren Wulstdurchmesser als herkömmliche Reifen gleichen Außendurchmessers und äquivalenter Tragfähigkeit besitzt.

Im Rahmen der Erfindung wird weiterhin eine Luftreifenkarkasse vorgeschlagen, die sich weniger als ein herkömmlicher Reifen äquivalenter Tragfähigkeit durchbiegt.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert:

Fig. 1 ist eine Ansicht im Querschnitt, wobei Teile weggebrochen sind, eines erfindungsgemäßen Reifens in dem Verformungswerkzeug.

Fig. 2 ist eine schematische Darstellung, die die Umrissform der erfindungsgemäßen Reifenkarkasse einmal in dem Verformungswerkzeug und zum anderen im aufgepumpten Zustand wiedergibt.

Fig. 3 ist eine Ansicht im Querschnitt, wobei Teile weggebrochen sind, des erfindungsgemäßen Reifens, der auf eine Felge aufgezogen ist und im aufgepumpten Zustand vorliegt.

Fig. 4 ist eine graphische Darstellung, die die Seitenwandabmessung eines herkömmlichen Reifens und des erfindungsgemäßen Reifens wiedergibt, wobei die Reifen im aufgepumpten Zustand vorliegen.

Fig. 5 ist eine ähnliche graphische Darstellung wie nach der Fig. 4, wobei hier der Gesamtdurchmesser eines herkömmlichen Reifens und eines erfindungsgemäßen Reifens wiedergegeben ist, wobei die Reifen im aufgepumpten Zustand vorliegen.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 besteht der dort gezeigte Luftreifen 10 aus einer im Inneren verstärkten Karkasse 11, die aus einer Mehrzahl Schichten eines mit Gummi überzogenen Reifengewebes hergestellt ist, die um nicht dehnbare Wulstteile 13 gewickelt sind, welche an den Felgenflächen des Reifens angeordnet sind. Jede der Karkassenschichten 12 besteht aus einem mit Gummi überzogenen Cordgewebe, das aus einer Mehrzahl paralleler Reifencorde 14 zusammengesetzt ist, die Seite an Seite unter Ausbilden des Reifengewebes angeordnet sind, sowie auf jeder Seite mit einer dünnen Schicht einer Gummikarkassenmasse überzogen sind. Die Karkassenschichten 12 sind so angeordnet, dass sich die Corde 14 von der einen Wulst des Reifens zu der anderen so erstrecken, dass die Corde der entsprechenden Schichten sich kreuzen und in entgegengesetzten Richtungen laufen. Die Karkasse 11 wird nach dem "Flachbandverfahren" aus Schichten des Reifencordgewebes hergestellt, bei dem sich der Cord zunächst mit einem Winkel gegenüber der Kanten der Schichten mit 60° bis 65° erstreckt. Nach dem Formen der Karkasse 11 und Aufbringen der Lauffläche 15 wird der Reifen 10 in einem Verformungswerkzeug 16 so vulkanisiert, dass der Reifen eine wesentlich niedrigere Querschnittshöhe als dessen Querschnittshöhe im aufgepumpten Zustand aufweist.

Wie weiterhin in der Fig. 1 gezeigt wird der Reifen 10 so vulkanisiert, daß die Entfernung von der radialen äußeren Seite 17 der Oberseite der Karkasse 11 und der Basis 18 der Wulst, diese Entfernung wird im folgenden als die Querschnittshöhe oder SH bezeichnet, wesentlich kleiner als die größte Querschnittsbreite oder Durchmesser ist, die im folgenden als SD bezeichnet wird, und zwar gemessen von der axial äußeren Oberfläche der Seitenwand 19 der Karkasse 11. Erfindungsgemäß beläuft sich das Verhältnis der Querschnittshöhe (SH) zum dem größten Querschnittsdurchmesser (SD) des aufgepumpten Reifens auf 0,7 bis 0,8, und der Cordwinkel jeder der Schichten 12 relativ zu der Mittellinie 20 des Reifens auf 32 bis 36°.

Die Corde 14 werden gewöhnlich aus einem synthetischen Textilmaterial wie Kunstseide, Nylon oder Dacron hergestellt, können jedoch auch aus Draht gefertigt sein.

Wenn der erfindungsgemäße Reifen auf einer Felge angeordnet und aufgepumpt ist, wird dessen Querschnittshöhe wesentlich zunehmen und dessen Querschnittsdurchmesser nimmt ab. Diese kennzeichnende Eigenschaft des erfindungsgemäßen Reifens ist das genaue Gegenteil von den Erscheinungen bei herkömmlichen Schichtreifen, die bei dem Aufpumpen keine Zunahme der Querschnittshöhe zeigen und bei dem Aufpumpen eine erhebliche Zunahme im Querschnittsdurchmesser aufweisen. Wenn die erfindungsgemäße Reifenkarkasse aufgepumpt wird, beläuft sich die Entfernung h, wie sie von der Wulst der Stelle 21 der größten Querschnittsbreite (SD) gemessen wird, auf 0,5 bis 0,6 der Querschnittshöhe (SH).

Wie in der Fig. 2 gezeigt, weist der erfindungsgemäße Reifen, der im aufgepumpten Zustand ein Verhältnis von SH:SD von größer als 0,7 jedoch kleiner als 0,8 besitzt, ein Verhältnis der Querschnittshöhe zu der Querschnittsbreite von weniger als 0,7 nach dem Verformen auf. Vorzugsweise besitzt der verformte Reifen ein Verhältnis von SH:SD bis zu 25% kleiner nach dem Verformen in dem Verformungswerkzeug als wenn der Reifen aufgepumpt ist. Die Querschnittshöhe des erfindungsgemäßen Reifens ist vorzugsweise 5 bis 15% größer im aufgepumpten Zustand als die Querschnittshöhe des Reifens im verformten Zustand, so dass der Radius von der Drehachse des aufgepumpten Reifens zu der Oberseite der Karkasse 4 bis 6% größer als dieser Radius im verformten Zustand ist.

Wie in der Fig. 4 gezeigt, nimmt bei Zunahme des Aufpumpdruckes der Querschnittsdurchmesser eines herkömmlichen Reifens zu, wie dies die Kurve C zeigt, während bei einem erfindungsgemäßen Reifen der

Querschnittsdurchmesser tatsächlich geringfügig bei Aufpumpen des Reifens abnimmt, wie es die Kurve B zeigt. Die Fig. 5 ist eine graphische Darstellung, die den Außendurchmesser gegen den Aufpumpdruck aufgezeichnet wiedergibt. Wie durch die Kurve C der Fig. 5 gezeigt, ist der Außendurchmesser eines herkömmlichen Reifens bei Aufpumpen desselben konstant. Die Kurve B der Fig. 5 zeigt, dass bei einem erfindungsgemäßen Reifen der Außendurchmesser bei dem Aufpumpen 4 bis 6% zunimmt.

Zusätzlich zu den oben angegebenen baumäßigen Eigenarten besitzt der aufgepumpte erfindungsgemäße Reifen eine Form des Querschnittsprofils mit ungewöhnlicher Konfiguration. Bei Führen der waagerechten Achse X-X wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt durch die größte Querschnittsbreite des Reifens, sowie Führen der senkrechten Achse Y-Y durch die Mittellinie des Reifens kann die Form der aufgepumpten Reifenkarkasse von dem SD in einer Seitenwand zu der Mittellinie in der Oberseite der Karkasse durch die Gleichung definiert werden, wobei A die Entfernung von der senkrechten Achse der größten Querschnittsbreite, B die Entfernung von der waagerechten Achse zu der Mittellinie in der Oberseite des Reifens und X und Y die waagerechten und senkrechten Koordinaten an einer beliebigen Stelle an der Kurve des Karkassenprofils und n ein Exponent größer als 2 und kleiner als 3 und vorzugsweise von 2,1 bis 2,5 bei dem Betriebsdruck des Reifens ist.

Da der aufgepumpte erfindungsgemäße Reifen mit sehr niedrigem Profil in einem Verformungswerkzeug so verformt wird, dass der Außendurchmesser der Querschnittshöhe der Karkasse wesentlich kleiner als der OD und SH des aufgepumpten Reifens ist, werden die zwischen den Corden in der Oberseite des Reifens während des Betriebes desselben auftretenden Belastungen verringert, während der Reifen mit der Straßenoberfläche in Berührung kommt, und zwar weil die Corde in dieser Oberseite des Reifens näher zu der Form bewegt werden, die dieselben bei dem Verformungsvorgang in dem Verformungswerkzeug einnehmen, wodurch einige der Belastungen aufgehoben werden, die durch das Aufpumpen des Reifens verursacht werden. Dies steht im direkten Gegensatz zu dem herkömmlichen Schichtreifen, bei denen der Reifen in einem Verformungswerkzeug vulkanisiert werden kann, das einen OD gleich oder größer als der OD des aufgepumpten Reifens aufweist. Somit werden bei einem herkömmlichen Reifen die Belastungen durch das Aufpumpen erhöht und erfahren eine weitere Zunahme sobald der Reifen mit der Straßenoberfläche in Berührung kommt.

Claims (10)

1. Luftreifen mit einer Karkasse, die im Abstand zueinander angeordnete Wülste und eine Mehrzahl sich zwischen den Wülsten erstreckender Cordschichten aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Karkasse in der Querschnittsform ein niedriges Profil besitzt, bei der das Verhältnis der Querschnittshöhe zu der Querschnittsbreite der Karkasse im aufgepumpten Zustand sich auf 0,7 bis 0,8 beläuft, der Cordwinkel der Schichten 32° bis 36° von der Mittellinie des Reifens beträgt, sowie der Reifen im aufgepumpten Zustand einen größeren Außendurchmesser und kleinere Querschnittsbreite als im nicht aufgepumpten Zustand besitzt.

2. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im aufgepumpten Zustand die größte Seitenwandabmessung des Reifens sich auf 0,5 bis 0,6 der Entfernung von den Wülsten zu der Oberseite der Karkasse beläuft.

3. Luftreifen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Reifen bei Vorliegen in dem Verformungswerkzeug ein Verhältnis der Querschnittshöhe zu der Querschnittsbreite von bis zu 25% kleiner als dieses Verhältnis im aufgepumpten Zustand aufweist.

4. Luftreifen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Reifen im aufgepumpten Zustand eine Querschnittshöhe von 5 bis 15% größer als bei dem Vorliegen in dem Verformungswerkzeug aufweist.

5. Luftreifen nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Querschnittshöhe zu der Querschnittsbreite der Karkasse in dem aufgepumpten Zustand kleiner als 0,8 ist, der Reifen im aufgepumpten Zustand eine Profilform besitzt, die durch die Gleichung definiert ist, in der A die Entfernung von der senkrechten Achse der größten Querschnittsbreite, B die Entfernung von der waagerechten Achse zu der Mittel- linie in der Oberseite des Reifens und X und Y die waagerechten und senkrechten Koordinaten an einer beliebigen Stelle an der Kurve des Karkassenprofils und n ein Exponent größer als 2 sind.

6. Luftreifen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass n ein Exponent mit einem Wert von 2,1 bis 2,5 ist.

7. Verfahren zum Herstellen eines Luftreifens nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Grundgerüst aus einer zylinderförmigen Trommel mit entgegengesetzt zueinander geneigten Schichten eines mit Gummi überzogenen Cordgewebes aufgebaut wird, in dem die Corde bei Flachliegen der Schichten mit einem Winkel gegenüber der Kanten derselben von 61 bis 64° vorliegen, die Reifenkarkasse in eine Ringform vulkanisiert wird, in der das Verhältnis der Querschnittshöhe zu der Querschnittsbreite des Reifens nach dem Verformen sich auf kleiner als 0,7 beläuft, so dass im aufgepumpten Zustand des Reifens der Cordwinkel an der Mittellinie sich auf 32 bis 36° beläuft und das Verhältnis der Querschnittshöhe zu der Querschnittsbreite des aufgepumpten Reifens größer als 0,7 ist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Karkasse aus einer Mehrzahl Cordschichten aufgebaut wird.

9. Verfahren nach Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Reifen so hergestellt wird, dass der Radius von der Drehachse zu der Oberseite der Karkasse wesentliche kleiner als der Radius des außerhalb des Verformungswerkzeuges vorliegenden, aufgepumpten Reifens ist.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Radius des aufgepumpten Reifens auf 3 bis 5% größer als der Radius der Reifenkarkasse in dem Verformungswerkzeug beläuft.