Gummibereifung für Faluzeugräder. Die Erfindung betrifft eine Gummiberei fung für Fahrzeugräder und bezweckt, dem Bereifungskörper eine derartige Gestalt zu geben, dass die Gummimasse unter der Be lastung seitlich nicht ausquetscht.
Diese Erfindung fusst auf der Erkenntnis, dass bei einem seitlichen Nachgeben der Bereifungsmasse unter Belastung die seitlich weggequetschten Teile sich der Druckbe lastung und damit einer regelrechten Aus nutzung der natürlichen Elastizität des Kaut schuks entziehen. In diesen seitlich weg gequetschten Teilen entstehen Zugbeanspru chungen, die eine s(-liiielle Zermürbung des Gummis herbeiführen und zudem das Elasti- zitätsspiel des Gummikörpers hemmen.
Der Erfinder hat feste und nacbgiebige Körper daraufhin untersucht, wie sich die einzelnen Teile unter Druckbeanspruchung verhalten und hat dabei überraschenderweise festgestellt, dass beispielsweise in einem Druckkörper der auf ihn ausgeübte Druck von den einzelnen Stoffteilchen nicht, wie man bisher annahm, in der Druckrichtung, das heisst parallel zur Mittelachse weiter- gegeben wird, sondern dass die einzelnen Stoffteilchen das Bestreben zeigen, sich seit lich abzustützen, und bei der Komprimierung des Körpers nach Kurven wandern, die ab hängig sind von der Festigkeit des betreffen den Körpers und ihrem Charakter nach einer Parabel gleichen.
Wenn deshalb ein Aus quetschen in den Mantelflächen des Druck körpers verhindert werden soll, so müssen die seitlichen Begrenzungskonturen des Druck körpers übereinstimmen mit den Strömungs- oder Fliesslinien der einzelnen Stoffteile der Mantelflächen und müssen von der Unter stützungsfläche noch abgefangen werden. Daraus ergibt sich ein bestimmtes Verhältnis zwischen Kopffläche und Abstützfläche, das bei auf Druck beanspruchtem Gummireifen für alle praktischen Anwendungszwecke mit etwa 2:3 angenommen werden kann.
Eine nach diesen überraschenden Erkenntnissen gestaltete Vollgummi- oder Kissenbereifung für Kraftfahrzeuge würde eine Abstützfläche haben, die etwa um die Hälfte breiter ist als die Belastungsfläche (Lauffläche) und seitlich derart durch gewölbte Flächen be- grenzt sein, dass sie unter Belastung seitlich keinerlei wahrnehmbare Ausquetschungen er kennen lässt. Eine solche Bereifung besitzt das Maximum der natürlichen Elastizität des Gummis, und eine Lebensdauer, die nicht durch Zermürbung infolge seitlicher Aus quetschungen gekürzt wird.
Sollen in einer solchen Bereifung Vertiefungen als Schutz gegen peripheriales und seitliches Gleiten angeordnet werden, so dürfen solche Vertie fungen nicht wie bisher willkürlich gestaltet sein, sondern ihre Begrenzungsflächen können zweckmässig den Fliesslinien der Gummimasse eng angelegt sein und sich allmählich von der Mittelebene nach den Stirnseiten des Reifens räumlich erweitern, damit die Be grenzungswandungen unter Belastung keiner lei wahrnehmbare Ausquetschungen zeigen.
Im Gegensatz zu der aus dieser neuen Erkenntnis sich ergebenden Erfindung hatte man bisher Vertiefungen und Einschnitte in solchen Reifen vorgesehen, um dem belasteten Gummi Raum zum Ausweichen zu geben.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungs gegenstandes ist in der Zeichnung erläutert: Fig. 1 zeigt eine Vollgumrnibereifung der bisher üblichen Form im achsialen Quer schnitt und erläutert die Konturveränderung unter verschiedenen Druckbelastungen; Fig. 2 zeigt in einem gleichartigen Quer schnitt ein Beispiel der Bereifung nach der Erfindung und das Verhalten der seitlichen Konturen unter verschiedenen Belastungen.
In den Fig. 3 bis 7 sind in achsialen Querschnitten und in einer Draufsicht (Fig. 4) Gleitschutzausnehmungen dieser Bereifung erläutert ; Fig. 8 zeigt die in den Fig. 3 bis 7<I>er-</I> läuterte Bereifung in einer schaubildlichen Darstellung;
Wird ein achsialer Ausschnitt einer ge wöhnlichen Bereifung, wie sie in Fig. 1 dar gestellt ist, auf der Schnittfläche netzförmig aufgeteilt, so geben bei Belastung die Kreu zungspunkte des Liniennetzes den Weg an, den die einzelnen Gsummiteile bei ihrer Wanderung zurücklegen. In Fig. 1 sind die Kreuzungspunkte nicht dargestellt, sondern nur die Verbindungskurven der unter ver schiedenen Belastungen verschiedene Lagen einnehmenden Kreuzungspunkte. Man ersieht aus Fig. 1, dass im obern Drittel der Berei fung die einzelnen Gummiteilchen fast paral lel zur Druckrichtung gewandert sind.
Die Wanderungslinien werden aber zu immer stärker gekrümmten Kurven, je näher die einzelnen Gummiteilchen dem Tragring a. und den Reifenflanken liegen. Die Druck beanspruchung verwandelt sich also in ein zelnen Teilen der Bereifung in eine mehr oder minder starke Zugbeanspruchung, die die seitlichen Ausquetschungen an den Flanken hervorrufen. Die ausgequetschten Gummimassen entziehen sich dabei dem Elastizitätsspiel und die darin entstehenden Zugbeanspruchungen zermürben den Gummi in den Flanken frühzeitig.
Aus Fig. 1 er gibt sich aber schon in grossen Zügen, dass unter der Druckbeanspruchung die einzelnen Gurnmiteilcben nach Kurven wandern, die nach einer Verbreiterung der Basis streben. Formt man die Flanken in konkaver Wöl bung entsprechend dieser Kurven, so ergibt sich eine Querschnittsgestalt, die in Fig. 2 wiedergegeben ist.
Die Kopffläohe verhält sich dabei zur Unterstützungsfläche, die in diesem Falle auch gekrümmt ist, damit die Bewegungskurven der einzelnen Gumrnrterl- cheir sämtlich von dem Tragring abgefangen werden, wie etwa 2 : 3, das heisst die Unter stützungsflüche ist etwa um die Hälfte grösser als die Kopffläehe oder Belastungsfläche.
Setzt man eine derart geformte Bereifung auch wieder unter die gleichen absatzweise zunehmenden Druckbelastungen, wie sie in Fig. 1 angegeben sind, so treten, wie das die Fig. 2 zeigt, in den Seitenflanken keiner lei Ausquetschungen mehr auf, da keine von dem Tragring a. nicht aufgefangenen, unregel- mäfäigerr Beanspruchungen (Zugkräfte)
in der Gummimasse auftreten können. Nach glei chen Gesichtspunkten sind auch Ausnelr- rnurrgen geformt und gestaltet, die die Be reifung gegen peripheriales und seitliches Gleiten sichern. Dabei ergibt sich die Form, die in den Fig. 3 bis 7 in einem Grundriss (Fix. 4) und in achsialen Querschnitten nach den Linien 3-3, 5-5, 6-6, 7-7 der Fig.4 erläutert sind.
Vergleicht man die einzelnen Begrenzungskurven der Querschnitte nach Fig. 3, "5, 6, 7 mit dem Querschnitt nach Fig. 2, so erkennt man Konturenkurven, die mit den Kurven übereinstimmen, nach denen die einzelnen Materialteilchen der Gummimasse unter der Druckbeanspruchung wandern.
Die seitlichen Ausnehmungen b, die bei dem Ausführungsbeispiel sich einan der gegenüberstehen (Fix. 4), aber auch ge genseitig versetzt sein' können, münden mit im Querschnitt halbrunden Fortsätzen bi in einer peripherialen Mittelrille e. Diese Mittel rille c bildet eine zusätzliche Sicherung ge gen seitliches Gleiten der Bereifung.
Wie die Abbildung erkennen lässt, erweitern sich die seitliehen Ausnehmungen b allmählich von der Mittelebene nach den Stirnseiten des Reifens, und zwar derartig, dass alle achsialen Schnitte (Fix. 3, 5, 6, 7) gleich artige kurvenförmige Begrenzungskonturen ergeben. Wird ein solcher Reifen unter Druckbelastung gesetzt, so drückt sich die Gummimasse zusammen, ohne dass in den Seitenflanken des Reifens oder der Ausneh- mungen b wahrnehmbare Ausquetschungen entstehen.
Es hat sich in der Praxis herausgestellt, dass ein mit Seitenflanken und seitlichen Vertiefungen nach der Erfindung versehener Reifen eine Elastizitätserhöhung bis zu 35 v. H. aufwies, als Elastizitätsmass diente da bei die Eindruckstiefe. Diese Tatsache be weist, dass die bei den bisher üblichen Rei fenformen unter Belastung entstehenden seit lichen Ausquetschungen nicht nur einen äusserst schädlichen Einfluss auf die Lebens dauer des Reifens ausüben, sondern auch die Elastizität desselben herabmindern, da sie sich der willigen Komprimierung der Reifenmasse widersetzen.
Der Verlauf der zur Erreichung des Er findungszweckes erforderlichen Begrenzungs flächen der Flanken und der Vertiefungen ist abhängig von den Abmessungen der Bereifung und bis zu einem gewissen Grade auch von der Zusammensetzung der Gummi masse. Das Kriterium des richtigen Ver laufes bildet die durch die Erfindung er schlossene Erkenntnis, dass unter Belastung keine seitlichen Ausquetschungen wahrnehm bar sein dürfen.