DE69719384T2

DE69719384T2 - Reifen mit umgekehrter konfiguration des karkassenschichtenumschlages

Info

Publication number: DE69719384T2
Application number: DE69719384T
Authority: DE
Inventors: Earl Rayman
Original assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Current assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Priority date: 1997-05-20
Filing date: 1997-05-20
Publication date: 2003-10-23
Anticipated expiration: 2017-05-21
Also published as: EP1019259B1; JP2002513360A; KR20010012737A; TW458904B; AR011744A1; DE69719384D1; ID20332A; CA2294108A1; ZA983816B; WO1998052777A1; AU3133797A; EP1019259A1

Description

Technisches Gebiet

Diese Erfindung bezieht sich auf Luftreifen mit Laufflächengürteln und insbesondere auf einen verbesserten Luftreifen mit abnehmbarem Laufflächengürtel, der aus einem abnehmbaren Laufflächengürtel aufgebaut ist, der auf einer verbesserten radial verstärkten und mit Wülsten versehenen Reifenkarkasse, die typischerweise an Erdbewegungsfahrzeugen verwendet wird, montiert ist.

Hintergrund der Erfindung

Die Laufflächengürtel-Luftreifen der vorliegenden Erfindung sind im Allgemeinen für die Verwendung an großen Erdbewegungsfahrzeugen entworfen und unterliegen hohen Beanspruchungen und Lasten unter rauen Umgebungsbedingungen wie etwa in Steinbrüchen, Bergwerken, Gießereien und anderen Bereichen, wo Reifen Bedingungen unterworfen sind, die Einstiche erzeugen und den Verschleiß fördern.
Wie in US 4,351,380 diskutiert ist, umfassen bestimmte herkömmliche Laufflächengürtel-Reifenbaueinheiten mehrere Bodenkontaktschuhe, die längs des Umfangs der Unterstützungsstruktur beabstandet sind. Die hohen Lasten auf die Schuhe haben sich entwickelnde große Beanspruchungen zur Folge, die manchmal zu einem vorzeitigen Reifenausfall führen. Das 4,351,380-Patent ist auf eine verbesserte Laufflächengürtel- Baueinheit gerichtet, die mehrere Schuhe umfasst, die längs des Umfangs einer Lastunterstützungsstruktur beabstandet sind und an einer Verstärkungsgürtelstruktur befestigt sind, die auf der der Bodenkontaktseite gegenüberliegenden Seite des Schuhs angeordnet ist.
US 3,224,482 (die dem Oberbegriff von Anspruch 1 entspricht) beschreibt einen Reifen mit abnehmbarem Laufstreifen, der Umfangsrippen und -rillen und nicht dehnbare Verstärkungskorde besitzt, wobei der Hauptzweck darin besteht, eine transversale Biegung des Laufflächengürtels zu schaffen, um den Fahrkomfort und die Straßenlage zu verbessern. Dies wird durch die Nutzung der transversalen Biegung der Verstärkungsstruktur und mit spezifizierten Kordwinkeln in den Gewebestreifen im Laufstreifenring erzielt.
Die großen Luftreifen, die typischerweise für Erdbewegungsfahrzeuge verwendet werden, fallen manchmal auf Grund der hohen Beanspruchungen und der Lasten aus, die durch die rauen Umgebungsbedingungen, unter denen sie betrieben werden, hervorgerufen werden. Bei diesen großen Luftreifen des Standes der Technik bestand eine größere Neigung, an einer von drei Reifenstellen oder einem von drei Reifenbereichen auszufallen, als auf Grund anderer Fehlerquellen. Der erste Problembereich bestand darin, dass das nach oben gebogene Ende der Lage manchmal durch die Seitenwand des Reifens bricht. Ein zweiter Problembereich war ein Reifenausfall im Wulstbereich. Der dritte Problembereich bestand in der Neigung, in dem Kronen- und/oder Schulterbereich des Reifens auszufallen.
Im Stand der Technik umfassen herkömmliche Lösungen für diese Probleme die Erhöhung des Seitenwandmaßes, um die Biegesteifigkeit zu erhöhen, die Erhöhung der Wulstbereich-Steifigkeit und der Robustheit und die Verringerung der Reifenverformung unter Last durch Erhöhen der Seitenwand-Steifigkeit. Um die Reifenlebensdauer weiter zu verbessern, wurde typischerweise der Lagenumschlagabschnitt der Reifen verstärkt.
In US-A-4,609,023, die einen mit der vorliegenden Erfindung gemeinsamen Anmelder hat, wurden in die Reifenkarkasse Seitenwandeinsätze eingebaut, damit sich die Lagenstruktur an ihre natürliche Form anpasst, wenn der Reifen aufgepumpt ist.
GB-A-1 322 281 offenbart einen Fahrzeugluftreifen mit einer Karkasse, die aus einer einzigen Lage aus parallelen Stahldrähten gebildet ist, die um Wulstkerne gewickelt sind und axial nach innen um die Kerne verlaufen, so dass freie Enden der Stahldrähte dem Reifenhohlraum zugewandt sind.
Bei der fortgesetzten Anstrengung bei der Verbesserung der Erdbeweger- Leistung besteht ein fortgesetzter Bedarf an der Schaffung neuer Reifenentwürfe für die Verlängerung der Lebensdauer der Reifen von Erdbewegungsmaschinen. Die vorliegende Erfindung ist auf eine verbesserte Baueinheit aus einem Luftreifen und einem abnehmbaren Laufflächengürtel gerichtet, mit der die Häufigkeit eines vorzeitigen Reifenausfalls vermutlich wesentlich verringert werden kann. Die vorliegende Erfindung ist außerdem darauf gerichtet, eine verbesserte Baueinheit aus einem Luftreifen und einem Laufflächengürtel zu schaffen, die so entworfen ist, dass große Reifen in mehreren Teilen transportiert und dann am Fertigungsort zusammengebaut werden können, um das ansonsten schwierige Problem des Transports der großen Reifen zu verringern, welche manchmal eine Höhe von mehr als 13 Fuß (4 m) und ein Gewicht von 8000 bis 15000 Pfund (3629 bis 6804 kg) besitzen. Darüber hinaus bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine verbesserte Baueinheit aus einem Luftreifen und einem abnehmbaren Laufflächengürtel, mit der die Fahreigenschaften des Reifens wirtschaftlicher geändert werden können und mit der der Bestand an Reservereifen, die typischerweise benötigt werden, verringert werden kann.

AUFGABEN UND ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der vorliegende Erfindung, eine verbesserte Baueinheit aus einem Reifen und einem abnehmbaren Laufflächengürtel für ein Erdbewegungsfahrzeug zu schaffen, bei der die Häufigkeit eines vorzeitigen Reifenausfalls wesentlich verringert ist.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Baueinheit aus einem Reifen und einem abnehmbaren Laufflächengürtel zu schaffen, bei der der Gürtel aus einem einzigen Karkasslagenumschlag aufgebaut ist, mit dem der Reifen im Wulstbereich verstärkt ist.
Eine nochmals weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Baueinheit aus einem Reifen und einem abnehmbaren Laufflächengürtel zu schaffen, die aus einer einzigen umgeschlagenen Lage in der Reifenkarkasse aufgebaut ist und bei der die Wahrscheinlichkeit eines Reifenausfalls verringert ist, der durch Faktoren wie etwa: a) eines der umgeschlagenen Enden der Karkasslage bricht durch eine Seitenwand des Reifens; b) der Reifen fällt im Wulstbereich aus; und c) der Reifen fällt im oberen Schulterbereich einer der Seitenwände aus, verursacht wird.
Gemäß der Erfindung wird ein Luftreifen wie in den Ansprüchen angegeben geschaffen.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht, die die Erfindung veranschaulicht, wobei die Karkasslage um einen Wulstdraht axial nach innen umgeschlagen ist;
Fig. 2 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die eine Seite oder Hälfte des in Fig. 1 gezeigten symmetrischen Reifens zeigt, der gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt ist; und
Fig. 3 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die den Umschlagabschnitt der Reifenkarkasse nach Fig. 2 veranschaulicht.

DEFINITIONEN

"Kernreiter" bedeutet ein nicht verstärktes Elastomer, das um einen Wulstkern radial angeordnet ist.
"Aspektverhältnis" des Reifens bedeutet das Verhältnis seiner Querschnittshöhe (SH) zu seiner Querschnittsbreite (SW) multipliziert mit 100%, um es als Prozentsatz auszudrücken.
"Axial" und sein adverbialer Gebrauch bedeutet Linien oder Richtungen, die zur Drehachse des Reifens parallel sind.
"Wulst" bedeutet jenen Teil des Reifens, der ein ringförmiges dehnbares Element umfasst, das mit den Lagenkorden umwickelt ist und mit oder ohne weitere Verstärkungselemente wie etwa Wulstfahnen, Chipper; Kernreiter, Spurwächter und Wulstbänder so geformt sind, dass er auf die vorgesehene Felge passt.
"Gürtel- oder Breaker-Verstärkungsstruktur" bedeutet wenigstens zwei Lagenschichten paralleler Korde, die gewebt oder nicht gewebt sind und unter dem Laufstreifen liegen, mit dem Wulst nicht verankert sind und sowohl linke als auch rechte Kordwinkel im Bereich von 17 Grad bis 33 Grad in Bezug auf die Äquatorialebene des Reifens besitzen.
"Diagonalreifen" bedeutet einen Reifen, der eine Karkasse mit Verstärkungskorden in der Karkasslage besitzt, die sich diagonal über den Reifen von Wulstkern zu Wulstkern unter einem Winkel von 25º-50º in Bezug auf die Äquatorialebene des Reifens erstrecken. Die Korde verlaufen in abwechselnden Schichten unter entgegengesetzten Winkeln.
"Umfangsrichtung" bedeutet Linien oder Richtungen, die sich längs des Umfangs der Oberfläche des ringförmigen Laufstreifens senkrecht zur axialen Richtung erstrecken.
"Wulstbänder" beziehen sich auf schmale Materialstreifen, die längs der Außenseite des Wulstes angebracht sind und Kordlagen vor einem durch die Bewegung der Felge gegen den Reifen verursachten Verschlechtern und Scheuern schützen.
"Chipper" bedeutet eine Verstärkungsstruktur, die sich im Wulstabschnitt des Reifens befindet.
"Kord" bedeutet eine der Verstärkungslitzen, aus denen die Lagen in dem Reifen bestehen.
"Äquatorialebene (EP)" bedeutet die Ebene senkrecht zur Drehachse des Reifens und durch die Mitte seines Laufstreifens.
"Wulstfahne" bedeutet ein verstärktes Gewebe, das um den Wulstkern und den Kernreiter gewickelt ist.
"Aufstandsfläche" bedeutet die Kontaktfläche oder den Kontaktbereich des Reifenlaufstreifens mit einer ebenen Oberfläche unter Last und Druck.
"Innerliner" bedeutet die Schicht oder die Schichten aus einem Elastomer oder einem anderen Material, die die innere Oberfläche eines schlauchlosen Reifens bilden und die das Aufpumpgas oder -fluid im Reifen enthalten.
"Netto-Brutto-Verhältnis" bedeutet das Verhältnis des Reifenlaufstreifen- Gummis, der mit der Fahrbahnoberfläche einen Kontakt herstellt und in der Aufstandsfläche enthalten ist, dividiert durch die Fläche des Laufstreifens in der Aufstandsfläche einschließlich der Abschnitte ohne Kontakt wie etwa der Rillen.
"Nennfelgendurchmesser" bedeutet den Durchmesser der Felgenbasis an dem Ort, an dem der Wulstdraht des Reifens abdichtet.
"Normaler Aufpumpdruck" bezieht sich auf den Aufpumpdruck des spezifischen Entwurfs bei einer spezifischen Last, der durch die geeignete Normenorganisation für die Betriebsbedingung des Reifens bestimmt wird.
"Normallast" bezieht sich auf die spezifische Last bei einem Aufpumpdruck des spezifischen Entwurfs, die durch die geeignete Normenorganisation für die Betriebsbedingung des Reifens bestimmt wird.
"Lage" bedeutet eine ununterbrochene Schicht aus gummibeschichteten, parallelen Korden.
"Radial" und sein adverbialer Gebrauch bedeutet Richtungen, die sich radial zu der Drehachse des Reifensund von dieser weg erstrecken.
"Radialreifen" bedeutet einen mit Gürteln versehenen oder in Umfangsrichtung beschränkten Luftreifen, in dem die von Wulst zu Wulst verlaufenden Lagenkorde unter Kordwinkeln zwischen 65º und 90º in Bezug auf die Äquatorialebene des Reifens liegen.
"Querschnittshöhe (SH)" bedeutet den radialen Abstand vom Nennfelgendurchmesser zum Außendurchmesser des Reifens in seiner Äquatorialebene.

GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

In Fig. 1 ist ein Querschnitt eines Luftreifens 100 mit Laufflächengürtel gezeigt, der in der gezeigten spezifischen Ausführungsform ein Erdbewegungsmaschinen-Reifen mit einer Größe von 60/80R63 und/oder 70/68R63 ist. Der Reifen mit der Größe 60/80R63 hat einen Außendurchmesser im maximal aufgepumpten Zustand von 162 Zoll (411,48 cm), eine Reifenbreite in axialer Richtung im maximal aufgepumpten Zustand von 60,00 Zoll (152,40 cm) und einen Nennwulstdurchmesser von 63 Zoll (160,02 cm). Der Reifen mit der Größe 70/68R63 besitzt einen Außendurchmesser im maximal aufgepumpten Zustand von 162 Zoll (411,45 cm), eine Reifenbreite in axialer Richtung im maximal aufgepumpten Zustand von 70,0 Zoll (177,80 cm) und einen Nennwulstdurchmesser von 63 Zoll (160,02) cm. Die Reifen werden typischerweise auf einen Druck von etwa 100 Pfund pro Quadratzoll (psi) (689 kPa) mit Luft und manchmal mit einem Luft/Stickstoff-Gemisch aufgepumpt.
Der Luftreifen 100 mit Laufflächengürtel umfasst einen mit dem Boden in Eingriff gelangenden und in Umfangsrichtung sich erstreckenden Laufflächengürtel 112, der an einer radial verstärkten und mit Wülsten versehenen Reifenkarkasse 114 montiert ist. Die mit Wülsten versehene Reifenkarkasse 114 enthält im Allgemeinen ein Paar Reifenseitenwände 116, 118, die sich von der äußeren Umfangsfläche 120 der Reifenkarkasse radial nach innen erstrecken und an ihren radialen Enden an einem Paar Wulstdrähte 122 bzw. 124 enden. Die Seitenwände 116, 118 besitzen jeweils einen oberen Abschnitt 116a bzw. 118a im Schulterbereich der Reifenkarkasse 114 und radial außerhalb der maximalen Querschnittsbreite der Reifenkarkasse sowie einen unteren Abschnitt 116b bzw. 118b, der an die Wulstdrähte 122 bzw. 124 angrenzt und sich radial innerhalb der maximalen Querschnittsbreite der Reifenkarkasse 114 befindet. Die Einzelheiten des Aufbaus der Reifenkarkasse 114 werden im Folgenden im Einzelnen beschrieben.

REIFENKARKASSE

In den Fig. 1 und 2 sind Einzelheiten der Reifenkarkasse 114 gezeigt. Die axial innere Fläche 128 ist eine innere Lagenverkleidung 126, die einen Innerliner bildet, der den Luftdruck zum Aufpumpen des Reifens 100 hält. Die innere Lagenverkleidung 126 deckt die gesamte nach innen weisende Oberfläche 128 der Reifenkarkasse 114 ab und dient dazu, die Luft, die zum Aufpumpen des Reifens 100 genutzt wird, in der Karkasse zu halten. In der Reifenkarkasse 114 sind im Bereich des gekrümmten Abschnitts der inneren Oberfläche 128 Gewebe-Barrierenlagen 130 und 132 vorgesehen, die eine Unterstützung für den oberen Abschnitt der Barrieren- Gummilage 136 schaffen und verhindern, dass der Barrierengummi durch die Lagendrähte in der Lagenschicht 134 gequetscht wird. Obwohl zwei Barrierenlagen 130 und 132 dargestellt sind, liegt es im Umfang der Erfindung, je nach Anforderung des spezifischen Entwurfs zwischen einer und vier Barrierenlagen zu verwenden.

LAUFFLÄCHENGÜRTEL

Der mit dem Boden in Eingriff gelangende und in Umfangsrichtung sich erstreckende Laufflächengürtel 112 ist auf der Reifenkarkasse 114 abnehmbar montiert. Wie am besten in Fig. 2 gezeigt ist, umfasst die Unterseite oder innere Umfangsfläche 70 des Laufflächengürtels 112 mehrere ringförmige Stege 72 und Rillen 74, die mit Stegen 76 und Rillen 120 der Reifenkarkasse 114 zusammenpassen, um eine seitliche oder axiale Bewegung des Gürtels 112 in Bezug auf die Karkasse 114 zu begrenzen. Der Reifen-Laufflächengürtel 112 enthält einen Laufstreifenabschnitt 80 und mehrere Laufstreifengürtel 82, 84, 86 und 88 (82-88). Obwohl vier Laufstreifengürtel 82-88 gezeigt sind, liegt es im Umfang der Erfindung, je nach Bedarf eine andere Anzahl von Laufstreifenlagen zu verwenden. Die Kombination aus einem abnehmbaren Reifen-Laufflächengürtel und einer Reifenkarkasse für die Verwendung an großen Erdbewegungsfahrzeugen ist insofern wichtig, als sie ermöglicht, dass ein Abschnitt eines Reifens ersetzt werden kann, ohne den gesamten Reifen zu ersetzen, falls dieser eine Abschnitt des Reifens, d. h. der Reifengürtel oder die Reifenkarkasse, vor dem anderen Teil verschlissen ist. Außerdem könnte es wünschenswert sein, andere Typen von Laufstreifenentwürfen, beispielsweise für Antriebsräder oder für gelenkte Räder, zu besitzen. Dieses Merkmal ermöglicht ein kostengünstigeres Mittel zum Wechseln des Reifenlaufstreifens, um den geeigneten Typ des gewünschten Reifens zu konstruieren. Dieses Merkmal würde die Kosten der Lagerung von Reservereifen stark verringern und könnte sogar die Betriebszeit der Reifen verlängern.
Nullgrad-Drähte 90 umgeben den Reifenlaufstreifen und sind dazu vorgesehen, das Anwachsen des Laufstreifengürtels 112 radial nach außen auf Grund einer starken Biegung der Reifenkarkasse zu begrenzen. Indem der Reifenlaufstreifen vor einer radialen Ausdehnung nach außen bewahrt wird, behalten die Reifenlaufstreifen ein ebeneres Laufstreifenprofil bei, wodurch die Laufstreifenlebensdauer und -dauerhaftigkeit verbessert wird. Außerdem sind viele Drahtschichten vorgesehen, die einen Einschnitt- und Eindringschutz schaffen. Die Positionierung der Nullgrad- Drähte 90 in den ringförmigen Stegen 72 des Reifenlaufstreifens 112 hat zwei weitere Vorteile. Zunächst wird die Reifenkarkasse dann, wenn der Reifen-Laufstreifengürtel auf der Reifenkarkasse installiert ist, aufgepumpt und nach außen gedrängt, so dass ihre Stege 76 in die ringförmigen Rillen 74 gepresst werden, die um die innere Umfangsfläche des Reifen-Laufstreifengürtels 112 angeordnet sind. In der gleichen Weise werden die Stege 72 des Laufstreifengürtels, die die Nullgrad-Drähte 90 enthalten, in die Rillen 120 der Reifenkarkasse 114 gepresst. Da jedoch die Drähte 90 eine radiale Ausdehnung der ringförmigen Stege 72 von der Krone der Reifenkarkasse 114 nach außen verhindern, werden die Stege 76 in die in dem Reifengürtel 112 gebildeten Rillen 74 gepresst. Da sich der Reifengürtel in den Bereichen ohne Nullgrad-Drähte 90 etwas mehr ausdehnen kann, besitzen die ringförmigen Stege 76 die Neigung, sich tiefer in die ringförmigen Rillen 74 zu pressen, um den Reifengürtel 112 auf der Reifenkarkasse 114 besser zu unterstützen. Obwohl die Nullgrad-Drähte 90 so gezeigt sind, dass sie in den ringförmigen Stegen 72 vorhanden sind, liegt es auch im Umfang der Erfindung, eine zusätzliche Schicht aus Nullgrad-Drahtseilen, die in den Gürtel zwischen den Rillen 74 und den Laufstreifengürteln 82-88 eingebettet sind, einzubauen.

UMGESCHLAGENE LAGE

Die Reifenkarkasse, wie etwa die Reifenkarkasse 114 gemäß der Erfindung, die in den Fig. 1, 2 und 3 gezeigt ist, enthält in ihrem Aufbau wenigstens eine mit Gummi laminierte Lagenschicht 134 aus Reifenkord- Gewebe, die sich von der äußeren Umfahgsfläche 110 der Reifenkarkasse, die auch Kronenbereich der Reifenkarkasse genannt wird, radial nach innen erstreckt und umgeschlagene Enden 134a und 134b besitzt, die um Wulstdrähte 122 bzw. 124 gewickelt oder geschlungen sind. Obwohl die Karkasslage 134 als Einzellagenaufbau gezeigt ist, kann ein Mehrfachlagenaufbau verwendet werden, falls dies gewünscht ist. Vorzugsweise ist die Karkasslage 134 aus einer gummibeschichteten Lage aus Stahlkord hergestellt, sie kann jedoch auch aus einem von Stahl verschiedenen Karkassverstärkungsmaterial hergestellt sein. Der Ort der umgeschlagenen Enden 134a und 134b in Bezug auf das Horn 135 der Reifenmontagefelge 142 und der Wulstdrähte 122 bzw. 124 ist ein wichtiger Aspekt der Erfindung und wird im Folgenden genauer beschrieben.
Zwischen dem Innerliner 126 und der Lagenschicht 134 befindet sich eine Barrieren-Gummischicht 136, die die gesamte Länge der Lagenschicht 134 abstützt und aus einer weichen Gummimischung gebildet ist, die gegen die Lagenschicht 134 gepresst wird. Ringförmige Versteifer, die als Kernreiterelemente oder hier einfach als Kernreiter 138, 139 bekannt sind und jeweils eine im Allgemeinen dreieckige Form besitzen, sind radial außerhalb der Wulstdrähte 122 bzw. 124 und zwischen dem Barrierengummi 136, dem Innerliner 126 und der umgeschlagenen Lage 134 vorgesehen. Die Kernreiter 138, 139 erstrecken sich ungefähr von der Mitte der Seitenwand und dem Bereich des Innerliners 126 von den Wulstdrähten 122 bzw. 124 radial nach außen, um die Wulstbereiche zu versteifen, damit ein Biegen des Reifens über das Horn 135 begrenzt wird. Axial innerhalb der Kernreiter 138, 139 und zwischen der Lagenschicht 134 dort, wo sie um die Wulstdrähte 122, 124 umgeschlagen ist, befinden sich untere Gummiwulstbänder 140 bzw. 141, die die Wulstdrähte 122 bzw. 124 im Bereich der Radmontagefelge 142 unterstützen und ein Scheuern des Reifens an einer benachbarten Radmontagefelge verhindern. Obere Gummiwulstbänder 144, 145 sind gegen die unteren Gummiwulstbänder 144 bzw. 141 und die unteren Reifenseitenwände 116b bzw. 118b angeordnet, um eine Unterstützung für die Wulstdrähte 122, 124 im Bereich des Horns 135 zu schaffen und um ein Scheuern des Reifens an einer angrenzenden Radmontagefelge zu verhindern.
Zwischen den unteren Wulstbändern 140, 141 und der Gummibarriere 136 in dem die Wulstdrähte 122, 124 teilweise umgebenden Bereich befinden sich Drahtwulstband-Lagen 146, 147, die die Wulstdrähte 122 bzw. 124 unterstützen. Wie am besten in den Fig. 1, 2 und 3 ersichtlich ist, sind die Drahtwulstband-Lagen 146, 147 hauptsächlich gegen die nach innen gewandten Oberflächen der unteren Wulstbänder 140, 141 angeordnet. Zwischen der inneren Oberfläche der Lagenschicht 134 und den Wulstdrähten 122 und 124 befinden sich Wulstfahnen 148 bzw. 149, die verstärkte Gewebematerialien sind, die um den Wulstkern und wenigstens um einen Abschnitt eines der Kernreiter gewickelt sind. Auf beiden Seiten des Endes 134a, 134b der Lagenschicht 134 befinden sich zwei mit Draht belegte Gummischichten 150 und 152, die die Enden 134a bzw. 134b der Lage 134 abdecken und die Bewegung der Lage 134 zwischen den Gummischichten 150 und 152 ermöglichen, ohne dass der Draht in der Lage 134 während des Reifenaufbaus freiliegt oder der Reifen stark gebogen wird.

KERNREITERKONFIGURATION

Radial außerhalb der Wulstdrähte 122 bzw. 124 sind zwischen Wulstfahnen 148, 149 zwei zu den Kernreitern 158, 159 sich erstreckende ringförmige Versteifer, die hier als Kernreiter oder Kernreiterelemente 154, 155 bezeichnet werden und wovon jeder eine im Allgemeinen vierseitige Form besitzt, vorgesehen, um den Bereich um die Wulstdrähte 122 bzw. 124 zu versteifen, was dazu beiträgt, ein Biegen des Reifens über das Horn 135 der Radfelge 142 zu verhindern. Die Kernreiter 154, 155 sind ferner zwischen dem unteren, inneren Ende der mit Gummi beschichteten Lagenschicht 134 und den umgeschlagenen Enden 134a und 134b angeordnet. Zwei ringförmige Versteifer, die im Folgenden als Kernreiter 158 bzw. 159 bezeichnet werden, liegen an den Kernreitern 154 und 155 an, erstrecken sich von diesen radial nach außen und tragen dazu bei, die Enden 134a und 134b der mit Gummi beschichteten Lagenschicht 134 zu unterstützen. Die Kernreiter 154, 155 sind aus einer verhältnismäßig harten Mischung mit einem Modul von 12,2-14,9 MPa/cm² bei einer 200%-igen Elongation konstruiert. Axial innerhalb der Kernreiter 154 und 155 befinden sich die inneren Kernreiter 138 bzw. 139. Axial außerhalb der Kernreiter 154 und 155 befinden sich die äußeren Kernreiter 162 bzw. 164. Die Kernreiter 138, 139, 158, 159 und 162, 164 sind im Allgemeinen aus der gleichen verhältnismäßig weichen Gummimischung mit einem Modul von 7,2-8,8 MPa/cm² bei einer 200%-igen Elongation konstruiert und wirken in der Weise, dass sie ein weiches Kissen bilden, das die Beanspruchungen um die umgeschlagenen Enden 134a und 134b der Lagenschicht 134 absorbiert, die durch Beanspruchungskräfte hervorgerufen werden, welche durch die Biegung des Reifens erzeugt werden. Obwohl die Kernreiter 138, 139, 158, 159 und 162, 164 typischerweise aus derselben Gummimischung konstruiert sind, liegt es innerhalb des Umfangs der Erfindung, einen oder mehrere der Kernreiter mit einem anderen Modul im Bereich von 7,2 bis 8,8 MPa/cm² bei 200%-iger Elongation aufzubauen. In der bevorzugten Ausführungsform sind die Kernreiter 138, 139, 158, 159, 162 und 164 weicher als die Kernreiter 154 und 155, die sich direkt angrenzend an die Wulstdrähte 122 bzw. 124 und radial außerhalb hiervon befinden. Vorzugsweise ist die Gummimischung, die für die Bildung der Kernreiter 154 und 155 verwendet wird, um 20% bis 50% und vorzugsweise um 20% bis 50% steifer als die Gummimischung, die für die Bildung der Kernreiter 138, 139, 158, 159, 162 und 164 verwendet wird.

ORT DER LAGENUMSCHLAGENDEN

Der Ort der Lagenumschlagenden 134a und 134b der Karkasse bildet einen wichtigen Aspekt der vorliegenden Erfindung. Vorzugsweise befinden sich die umgeschlagenen Enden 134a, 134b radial außerhalb. Sie sind axial innerhalb der Wulstdrähte 122, 124 zurückgeführt. Dies stellt eine Verbesserung von großer Wichtigkeit dar, weil der Druck des Reifens, der den Wulstbereich der Reifenkarkasse 114 gegen das Horn 135 presst, die Lagenenden 134a, 134b tatsächlich dazu veranlasst, gegen den Abschnitt der Karkasslage, die von der Krone der Karkasse axial nach unten zu den Wulstdrähten 122, 124 führt, zu pressen. Dieses Pressen ruft eine Kraft hervor, die bestrebt ist, eine radiale Bewegung der Lagenenden 134a, 134b zu verhindern. Dies führt wiederum zu einer weiteren Unterstützung der Seitenwände, was dazu beiträgt, ihre Bewegung in axialer Richtung nach außen zu verhindern. Außerdem ist der Wulstbereich um die Wulstdrähte 122, 124 stabil, ferner ist die Neigung der Wulstdrähte zu einer Drehbewegung auf Grund der Wirkung verringert, dass die Lagenenden 134a, 134b gegen jenen Abschnitt der Karkasslage 134 pressen, der von der Krone der Karkasse radial nach unten zu den Wulstdrähten 122, 124 führt.
Eine weitere Neuerung des in den Fig. 1, 2 und 3 gezeigten Entwurfs besteht darin, dass sich die umgeschlagenen Enden 134a, 134b in einem Abstand im Bereich vom 2- bis 3-fachen Wulstdurchmesser vom Schnittpunkt einer Mittellinie 166, die durch die Mitte des Wulstdrahts 122, 124 verläuft, mit einer Linie 167, die zu der radial innersten Oberfläche der Karkasslage 134, wo die Endabschnitte des Karkasslagenumschlags 134a, 134b um die Wulstdrähte 122, 124 zu einer Linie 168, die zur Mittellinie 166 senkrecht und zu den äußeren Enden der Karkasslagenschicht 134 tangential ist, geschlungen sind, tangential ist, befinden. Dieser Ort der äußeren Enden der umgeschlagenen Enden 134a, 134b der Lagenschicht 134 ist wichtig, weil der gegen das Lagenende ausgeübte Druck manchmal ausgereicht hat, dass das Lagenende in herkömmlichen Konstruktionen, in denen das umgeschlagene Ende sich näher zur Mitte der Reifenseitenwand erstreckt, durch die Seitenwand bricht. Der Vorteil, dass sich die umgeschlagenen Enden 134a, 134b der Karkasslage 134 an einer tieferen Position näher bei der radial äußeren Kante des Horns 135 befinden, besteht darin, dass dann, wenn Betriebsbedingungen eine Biegung des Reifens nach außen hervorrufen, die Enden 134a, 134b der Lagenschicht 134 durch die Lage 134 und das Horn 135 unterstützt sind. Der gesamte Nutzeffekt der geschlungenen, axial inneren Lagenschichtenden 134a, 134b besteht in einer stark verringerten Möglichkeit, dass die umgeschlagenen Enden 134a, 134b durch die Seitenwand der Reifenkarkasse 114 axial nach außen dringen.
Obwohl die Fig. 1, 2 und 3 eine spezifische Konfiguration der Kernreiter 138, 139, 154, 155, 158, 159, 162 und 164, der Wulstfahnen 148, 149 sowie der anderen allgemein üblichen Karkasselemente wie gezeigt veranschaulichen, können die geschlungenen axial inneren Lagenschicht- Enden 134a, 134b in einen Radialreifen mit irgendeiner Konfiguration der Kernreiter, Wulstfahnen und anderen üblichen Karkasselementen je nach Anforderung des spezifischen Typs des Radialreifens eingebaut sein. Obwohl ein Luftreifen I00 mit Laufflächengürtel, auf dessen Reifenkarkasse 114 der Reifen-Laufflächengürtel 120 montiert ist, mit geschlungenen axial inneren Lagenschicht-Umschlagenden 134a, 134b konstruiert sein kann, liegt es auch im Umfang der Erfindung, die geschlungenen axial inneren Lagenschicht-Umschlagenden in einen Luftreifen einzubauen, wie er beispielsweise in US-A-4,609,023 gezeigt ist.
Obwohl in der vorliegenden Erfindung die geschlungenen, axial inneren Lagenschicht-Umschlagenden in einen Luftreifen eingebaut sind, beispielsweise in einen großen Luftreifen, der für die Montage an Erdbewegungsfahrzeugen geeignet ist, liegt es darüber hinaus auch im Umfang der Erfindung, die inneren Lagenumschlagenden in einen Luftreifen einzubauen, der für irgendeinen Fahrzeugtyp einschließlich, jedoch nicht erschöpfend, Lastkraftwagen, Personenkraftwagen, Nutzfahrzeuge und Wohnfahrzeuge verwendet wird.

NATÜRLICHE LAGENLINIE ALTERNATIVER AUSFÜHRUNGSFORMEN

Die natürliche Lagenlinie der Lagenschicht 134 folgt der natürlichen Lagenlinie, was bedeutet, dass sie beim Aufpumpen bereits ihre natürliche Form besitzt. Die Karkasslage 134 behält ihre natürliche Form im aufgepumpten Zustand bei, wodurch die Aufpumpbeanspruchung des Reifens verringert wird. Der Abschnitt der Lagenschicht 134, der sich zu den Wülsten 122, 124 nach unten erstreckt, ist auf seiner Länge durch die axial innere Fläche 137 des Felgenhorns 135, die zur Mittellinie 166 durch die Mitte der Wülste 122 und 124 im Wesentlichen parallel ist, gleichmäßig unterstützt.
In der gesamten Beschreibung hat der Ausdruck Gummimischung die Bedeutung irgendeiner Elastomerverbindung.

Claims

1. Luftreifen (100) mit einem Paar beabstandeter Wulstdrähte (122, 124), einer aufpumpbaren mehrschichtigen Reifenkarkasse (114), wobei wenigstens eine Lagenschicht wenigstens eine erste Karkasslage (134) enthält, die in die Reifenkarkasse (114) eingebettet ist, sich um den gesamten Umfang der Reifenkarkasse erstreckt und erste und zweite umgeschlagene Enden (134a, 134b) besitzt, einem Paar Seitenwandabschnitte (116, 118), die sich von den Wulstdrähten (122, 124) zur äußeren Umfangsfläche der Reifenkarkasse (114) erstrecken, und einer abnehmbaren Laufstreifengürtel-Baueinheit (120), die an der äußeren Umfangsfläche der aufpumpbaren Reifenkarkasse (114) montiert ist, wobei der Reifen dadurch gekennzeichnet ist, dass er ein Reifen für Erdbewegungsmaschinen ist, dass sich die umgeschlagenen Enden (134a, 134b) axial nach innen erstrecken und um die Wulstdrähte (122, 124) nach oben umgeschlagen sind, und dass erste, zweite, dritte und vierte Kernreiterelemente um jeden der Wulstdrähte (122, 124) angeordnet sind, wobei die ersten Kernreiterelemente (154, 155) an jeden der Wulstdrähte (122, 124) angrenzen und sich radial außerhalb hiervon befinden, die zweiten Kernreiterelemente (158, 159) an die ersten Kernreiterelemente (154, 155) angrenzen und sich radial außerhalb hiervon und zwischen einem Abschnitt der ersten Karkasslage (134), der vom Umfang der Reifenkarkasse zu den Wulstdrähten (122, 124) führt, und einem Abschnitt der ersten und zweiten umgeschlagenen Enden (134a, 134b) der Karkasslage (134) befinden, die dritten Kernreiterelemente (138, 139) sich in axialer Richtung zwischen einem Innerliner (126) und den ersten und zweiten umgeschlagenen Enden (134a, 134b) befinden und sich von den Wulstdrähten (122, 124) radial nach außen ungefähr bis zur Mitte der Seitenwände (116, 118) erstrecken, und die vierten Kernreiterelemente (162, 163) sich in axialer Richtung zwischen der axial äußersten Karkasslage (134) und oberen Gummiwulstbändern (144, 145) befinden.

2. Luftreifen nach Anspruch 1, ferner dadurch gekennzeichnet, dass sich die äußersten Enden der ersten und zweiten umgeschlagenen Enden (134a, 134b) in einem Abstand radial außerhalb befinden, der gleich dem 2- bis 3fachen Durchmesser der Wulstdrähte (122, 124) ist, gemessen vom Schnittpunkt einer Mittellinie (166), die durch die Mitte der Wulstdrähte (122, 124) verläuft, mit einer Linie (167), die tangential zur radial innersten Oberfläche der Karkasslage (134) ist, wo die Karkasslagenumschlagabschnitte (134a, 134b) um die Wulstdrähte (122, 124) bis zu einer Linie (168) geschlungen sind, die zur Mittellinie (166) senkrecht und zu den äußeren Enden der umgeschlagenen Enden (134a, 134b) der Karkasslage (134) tangential ist.

3. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kernreiter (154, 155) aus einem ersten Elastomer gebildet ist, das steifer als ein zweites Elastomer ist, aus dem die zweiten (158, 159), dritten (138, 139) und vierten (162, 164) Kernreiterelemente gebildet sind.

4. Luftreifen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kernreiterelement (154, 155) aus dem ersten Elastomer gebildet ist, das wenigstens um 20% bis 50% steifer als das zweite Elastomer ist, aus dem die zweiten (158, 159), dritten (138, 139) und vierten (162, 164) Kernreiter gebildet sind.

5. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Verriegelungsstruktur (20, 70, 72, 74, 76) besitzt, die die abnehmbare Laufstreifengürtel-Baueinheit (120) an der aufpumpbaren Reifenkarkasse (114) fixiert.

6. Luftreifen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungsstruktur eine Verriegelungsgürtelstruktur (72, 74) auf der inneren Fläche (70) der abnehmbaren Laufstreifengürtel- Baueinheit (120) enthält, die mit einer komplementären Verriegelungsunterstützungsstruktur (20, 76) auf der äußeren Umfangsfläche der Reifenkarkasse (114) in Eingriff gelangen kann.

7. Luftreifen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungslaufstreifenstruktur mehrere in Umfangsrichtung verlaufende Stege (72) und Rillen (74) umfasst; und die Verriegelungsunterstützungsstruktur mehrere in Umfangsrichtung verlaufende Stege (76) und Rillen (20) umfasst, die so orientiert sind, dass sie mit komplementären der in Umfangsrichtung verlaufenden Stege (72) und Rillen (74) auf der inneren Fläche (70) der abnehmbaren Laufstreifengürtel-Baueinheit (120) in Eingriff gelangen, um eine axiale Bewegung der abnehmbaren Laufstreifengürtel-Baueinheit (120) in Bezug auf den äußeren Umfang der Reifenkarkasse (114) zu verhindern.

8. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die abnehmbare Laufstreifengürtel-Baueinheit (120) auf ihrer äußeren Oberfläche einen den Boden berührenden Laufstreifenabschnitt (80) sowie mehrere in Umfangsrichtung verlaufende Stege (72) und Rillen (74) umfasst, die so orientiert sind, dass sie eine axiale Bewegung der abnehmbaren Laufstreifengürtel-Baueinheit (120) in Bezug auf den äußeren Umfang der Reifenkarkasse (114) verhindern.

9. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn der Reifen aufgepumpt und an einem Harn mit einer axial inneren Oberfläche (137) unter einem Winkel (YY) von weniger als 90 Grad montiert ist, die Mittellinie (166) der ersten Karkasslagenschicht (134) der natürlichen Lagenmittellinie im nicht aufgepumpten Zustand folgt und zu der axial inneren Oberfläche (37) des Horns im Wesentlichen parallel ist.