DE2337613C2

DE2337613C2 - Luftreifen aus Kautschuk für abseits der Straße eingesetzte Erdbaumaschinen

Info

Publication number: DE2337613C2
Application number: DE2337613A
Authority: DE
Inventors: Takashi Kodaira Tokyo Matsuyama; Tetsuji Tanaka; Toshiro Murayama Tokyo Tezuka
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1972-08-05
Filing date: 1973-07-24
Publication date: 1984-02-09
Also published as: US3825052A; GB1427178A; CA985141A; BE799828A; JPS5211801B2; AU458390B2; JPS4933302A; BR7305942D0; DE2337613A1; AU5566673A

Description

a) an jeder Seitenwand des Reifens in einem Abstand von etwa 10 bis 30% der Querschnittshöhe des Reifens von der zugehörigen Randkante (S) der Lauffläche ansetzt,

b) etwa in Höhe der seitlichen Enden (3) der Protektoreinlage (2) ansetzt,

c) mit der durch ihn gebildeten Schutzfläche (t) in Umfangsrichtung des Reifens durchgehend ausgebildet ist.

2. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (W\) zwischen den am weitesten auseinanderliegenden Enden (p) der beiden Vorsprünge (6), gemessen rechtwinklig zur Reifenmittelebene (E-E), 102 bis 104% der Reifenbreite (W₂) an den Seitenwänden (5) in aufgeblasenem Zustand des Reifens beträgt.

3. Luftreifen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwand (5) vom Wulst (18) bis zur Lauffläche von verstärkenden Cordgewebeeinlagen (la, \b) durchsetzt ist, und daß die radial äußeren Enden (7) der verstärkenden Cordgewebeeinlagen (la, \b) zwischen dem Vorsprung (6) und dem Teil der Karkasse angeordnet sind, der dem Vorsprung (6) am nächsten liegt.

Die Erfindung betrifft einen Luftreifen aus Kautschuk für abseits der Straße eingesetzte Erdbaumaschinen mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Bei sich in unebenem Gelände bewegenden Erdbaumaschinen besteht die Gefahr, daß deren Luftreifen an den Seitenwänden mit scharfen Kanten an Felsen, großen Baumstümpfen oder dgl. in Kontakt kommen und eingedrückt werden, so daß an den Seitenwänden Aufschlitzungen und an der Außenfläche Risse entstehen.

Bei einem bekannten Reifen der im Oberbegriff des Anspruchs! beschriebenen Bauart (DE-OS 1680413) sind vom Laufstreifen über Schrägflächen ausgehende Ansätze bzw. Vorsprünge vorgesehen. Diese Vorsprünge sind in Umfangsrichtung durch Nuten unterbrochen. Aufgrund der Materialanhäufung in der Schulter kann es dort zu einem Wärmestau mit der Gefahr von dadurch bedingten Reifenschäden kommen. Auch erfordert der bekannte Reifen wegen der Anordnung der Vorsprünge radial außen viel Kauischukmaterial. Trifft einer der Vorsprünge auf ein Hindernis, wie einen Stein, so kommt es zu starken lokalen Belastungen, die zu Rissen in der Oberfläche führen können.

Es ist bei Reifen für leichte Kraftfahrzeuge, wie Pkw, ίο bekannt, etwa in der Mitte der Reifenseitenwand eine in Umfangsrichtung durchgehende Scheuerleiste vorzusehen (BE-PS 5 45 765). Hier ist der radial äußere Teil der Seitenwand gegen Inkontaktkommen mit Felsen, Baumstümpfen oder dgl. nicht wirksam geschützt J₅ Mithin ist die bekannte Scheuerschutzleiste nicht zu einer Anwendung bei Reifen für Erdbaumaschinen bestimmt und geeignet

Es ist ferner ein für Busse oder dgl. bestimmter Reifen

bekannt, bei welchem eine von der Schulter ausgehende

Verstärkung ebenso wie bei dem zuerst beschriebenen

bekannten Reifen durch radiale Nuten in einzelne

Vorsprünge unterteilt ist (GB-PS 7 46 479).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Luftreifen der im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschriebenen Art so auszubilden, daß einerseits ein Schutz gegen Beschädigungen der Seitenwände vorgesehen und andererseits einem unerwünscht hohen Temperaturanstieg im Reifen vorgebeugt ist

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Bei dem Luftreifen nach der Erfindung nimmt die Dicke des Reifens vom Rand der Lauffläche bis zum Ansatz des umlaufenden Vorsprunges sehr stark ab, so daß im Schulterbereich keine Verdickung gebildet ist, und der Luftreifen in diesem Randbereich der Lauffläche wie ein normaler Reifen ohne besonderen Schutz gegen Beschädigungen der Seitenwand ausgebildet ist. Dies vermeidet eine unerwünscht hohe Wärmeentwicklung im Schulterbereich. Durch den im Abstand von der Lauffläche ansetzenden Vorsprung wird ein noch wirksamerer Schutz des Luftreifens gegen seitliche Beschädigungen erzielt als bei dem zuerst genannten bekannten Reifen. Dies beruht darauf, daß beim Reifen der Erfindung kleine Steine gar nicht erst in Kontakt mit dem umlaufenden Vorsprung kommen, während sie sich bereits in die einzelnen Vorsprünge bei dem bekannten Luftreifen eindrücken und zu kleinen Anrissen führen können. Die von großen Steinen herrührende Belastung wird über so den gesamten umlaufenden Vorsprung abgefangen, während sie bei dem bekannten Reifen über einzelne oder wenige Vorsprünge übertragen werden muß, was zu größeren örtlichen Belastungen führt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen unter Schutz gestellt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen mehrerer Ausführungsbeispiele mit weiteren Einzelheiten erläutert. In der Zeichnung zeigt Fig. 1 einen Schnitt durch einen herkömmlichen Luftreifen mit hochstolliger Lauffläche,

F i g. 2 einen Schnitt durch eine Ausbildungsform nach der Erfindung eines Luftreifens aus Kautschuk mit quer (radial) verlaufenden Gewebeeinlagen,

Fig.3, 4 und 5 Schnitte durch erfindungsgemäß ausgebildete Luftreifen in Radialbauweise mit Stahl-Cordgewebeeinlagen und

Fig.6 eine perspektivische Ansicht eines Luftreifens nach der Erfindung.

Der Erläuterung der Erfindung sei eine Kurzbeschreibung eines Luftreifens in herkömmlicher Bauweise vorangestellt. Ein herkömmlicher Luftreifen mit Hochstollen 1 für Erdbaumaschinen für den Einsatz abseits der Straße u. dgL weist eine Mehrzahl von beispielsweise quer (radial) verlaufenden Unterbau-Gewebeeinlagen 1 und Protektoreinlagen 2 auf. Beim Fahren der Fahrzeuge liegen die Stellen höchster Temperatur.am Luftreifen an sich gegenüberliegenden Randteilen 3 der Protektoreinlagen 2. Die Protektoreinlagen sind in den Kautschuk-Körper der Reifenkrone C eingebettet, wobei die seitlichen Enden 3 der Protektoreinlagen von den Randflächen rder Reifenkrone C gewöhnlich einen Abstand haben, der einem Achtel der Breite, der Reifenkrone C d. h. der Breite der Lauffläche, gleich ist

Bei einem Luftreifen dieser Bauweise wechselt die Lage der Stellen höchster Temperatur etwas in Abhängigkeit von der Gestalt und von der Anordnung der Hochstollen 1 an der Reifenkrone C. Bei Luftreifen für Erdbaumaschinen, die abseits der Straße in steinigem oder unebenem Gelände eingesetzt werden, befinden sich die Stellen höchster Temperatur am Luftreifen an oder in der Nähe der in F i g. 2 mit 3 bezeichneten Punkte.

Da die Temperatur an den sich gegenüberliegenden seitlichen Enden 3 der Protektoreinlagen 2 beträchtlich ansteigt, tritt an solchen Enden der Protektoreinlagen im Betrieb häufig eine Lostrennung des Protektors ein. Durch den Temperaturanstieg werden auch andere Reifenprobleme hervorgerufen.

Die an den seitlichen Enden 3 der Protektoreinlagen erzeugte Wärmeenergie wird in das Reifenmnere und durch die die Enden der Protektoreinlagen umgebende Kautschukschicht aus dem Reifen heraus übertragen. Die ins Reifeninnere abgeleitete Wärmeenergie wird von der im Reifen enthaltenen Luft aufgenommen und zu einer metallischen Felge hin weitertransportiert, an welcher der Luftreifen aufgenommen ist. Dieser Anteil der Wärmeenergie wird schließlich von der Metallfelge an die Umgebungsluft abgegeben. Der durch die im Reifen enthaltene Luft auf die Felge übertragene Anteil der Wärmeableitung beträgt nur 10 bis 15% der gesamten Wärme, die von den seitlichen Enden der Protektoreinlagen aus abgeleitet wird. Der verbleibende Anteil der von den Enden der Protektoreinlagen aus abgeleiteten Wärmeenergie geht durch die diese Enden umgebende Kautschukschicht an die Umgebungsluft, nämlich durch den Kautschukkörper der Reifenlauffläche und der Seitenwand.

Die Geschwindigkeit, mit der die Wärme durch die Kautschukschicht abgeleitet wird, hängt von der Dicke der Kautschukschicht ab, ausgedrückt als Abstand zwischen den Enden der Protektoreinlagen und der Außenseite des Reifens. Es ist daher zur Vermeidung von Reifenproblemen infolge Wärmestauung zweckmäßig, die Dicke der vorgenannten Kautschukschicht, die die seitlichen Enden der Protektoreinlagen umgibt, auf ein Mindestmaß herabzusetzen. Bei geringer Dicke des zwischen den Enden der Protektoreinlagen und der Umgebungsluft liegenden Kautschukkörpers erfolgt die Wärmeabfuhr schnell und die Wärme an den Enden der Protektoreinlagen kann verhältnismäßig niedrig gehalten werden, so daß sich Reifenprobleme infolge übermäßigen Temperaturanstieges in diesem Bereich vermeiden lassen.

Es sei nun auf F i g. 2 verwiesen, die einen Luftreifen in erfindungsgemäßer Ausbildung zeigt. An einer Seitenwand 5 eines Luftreifens 10 ist im Abstand von

einer Seitenrahdkante S der Reifenkrone C oder der Reifenlauffläche ein Vorsprung 6 ausgebildet Genauer gesagt eine Außenumfangskante 8 des Vorsprunges 6 befindet sich, bezogen auf die (nicht gezeichnete) Drehachse des Luftreifens von der Seitenrandkante 5 in einem Abstand y\, während eine Innenumfangskante 9 des Vorsprunges 6, ebenfalls auf die Drehachse des Luftreifens bezogen, von der Seitenrandkante S einen Abstand yz hat Der Abstand y\ ist so gewählt daß der durch eine gestrichelte Linie 4 dargestellte Abstand zwischen dem seitlichen Ende 3 der Protektoreinlage und der Außenseite des Luftreifens durch den Kautschukkörper hindurch im wesentlichen den gleichen Betrag hat wie beim Luftreifen ohne Vorsprung 6 (Fig.2). Daraus ergibt sich, daß die Wärmeableitung von dem seitlichen Ende 3 der Protektoreinlagen aus durch die den Reifenzwischenbau umgebende Kautschukschicht aus dem Reifen heraus nach außen durch das Vorhandensein des Vorsprunges 6 im wesentlichen nicht beeinflußt ist

Aufgabe des Vorsprunges 6 ist, eine Seitenschutzfläche / zu bilden, die die Reifenseitenwand 5 des Luftreifens 10 gegen Beschädigung durch scharfkantige Steine oder andere Körper schützt (F i g. 2). Solange die Seitenwand 5 mit Steinen und anderen scharfkantigen Körpern nicht in Berührung kommt, besteht keine Gefahr, daß der Luftreifen an der Seitenwand beschädigt wird. Durch entsprechende Ausbildung des Vorsprunges 6 kann dessen Temperatur unter der des seitlichen Endes 3 der Protektoreinlagen gehalten werden.

Die vorgenannten Abstände y\ und y₂ werden anhand der Abmessungen des aufgeblasenen Luftreifens bestimmt.

Um den angestrebten Schutzeffekt an der Seitenwand zu erzielen, muß der Vorsprung 6 von einer Reifenmittelebene E-E aus über die Seitenwand 5 hinausragen. In F i g. 2 ist nur eine Querschnittshälfte des Luftreifens 10 gezeichnet jedoch befindet sich an der entgegengesetzten Seitenwand des Luftreifens ein dem in Fig.2 dargestellter Vorsprung ähnlicher Vorsprung 6. Bei aufgeblasenem Luftreifen 10 muß der Abstand IVi zwischen auseinandergedrückten äußeren Enden ρ der beiden Vorsprünge 6 größer sein als die Querschnittsbreite W₂ des Luftreifens an den Seitenwänden 5. In Fig.2 ist jeweils nur eine Hälfte des Abstandes W_{ bzw. der Breite W₂ gezeichnet.

Es wurde festgestellt daß der Abstand yi zwischen 10 und 30% der Querschnittshöhe H des Luftreifens 10 betragen sollte. Ist der Abstand y\ kleiner als 10% der Querschnittshöhe H, wird die Wärme von der Innenseite der Reifenkrone C in unzureichender Weise abgeführt und die seitlichen Enden 3 der Protektoreinlagen neigen zu übermäßiger Erhitzung. Wird der Abstand y\ andererseits größer als 30% der Querschnittshöhe H, wird eine zufriedenstellende Schutzwirkung des Vorsprunges 6 an der Seitenwand nicht erreicht

Es hat sich weiterhin herausgestellt, daß der vorgenannte Abstand yz im Bereich zwischen 35 und 45% der Reifenquerschnittshöhe H liegen sollte. Ist der Abstand y₂ kleiner als 35% der Querschnittshöhe H, wird der Vorsprung 6 zu dünn, um Steine und andere scharfkantige Körper wirkungsvoll von der Reifenseitenwand fernzuhalten. Wird andererseits der Abstand y₂ größer als 45% der Querschnittshöhe, erhält der Vorsprung 6 eine übermäßige Dicke und verliert zuviel an Flexibilität, um ein weiches Abrollen des Luftreifens

10 sicherzustellen.

Bei erfindungsgemäßer Ausbildung mit den Vorsprüngen 6 ist der Luftreifen somit gegen Beschädigungen der Seitenwand geschützt, ohne daß an der Reifenkrone C ein unerwünschter Temperaturanstieg stattfindet.

In F i g. 3 und 4 sind Luftreifen in Radialbauweise mit Stahl-Cordgewebeeinlagen nach der Erfindung dargestellt. Bei Luftreifen in Radialbauweise mit Stahl-Cordgewebeeinlagen wurde die Erfahrung gemacht, daß die seitlichen Enden 3 der Protektoreinlagen 2 häufig Schwierigkeiten hervorrufen, da an den Übergangsstellen zwischen den Protektoreinlagen und der umgebenden'Kautschukschicht die Steifigkeit in beträchtlichem Maße unterbrochen (geschwächt) ist. An den seitlichen Enden 3 muß die Temperatur aufgrund der vorgenannten starken Schwächung der Steifigkeit in diesem Bereich auf einem Mindestwert gehalten werden, gleichgültig ob die Stellen höchster Temperatur im Reifen an diesen Stellen liegen oder nicht. Bei der in F i g. 3 dargestellten Ausbildungsform ist der Vorsprung 6 mit der Seitenwand 5 eines Radialreifens 10 mit Stahl-Cordgewebeeinlagen einstückig ausgebildet Bei dieser Ausbildungsform ist der Teil der Stahl-Gewebeeinlagen der Karkasse I₁ welcher um einen Reifenwulst 18 umgeschlagen ist, mit la bezeichnet

Zur Erhöhung der Steifigkeit der Reifenseitenwand 5 können die umgeschlagenen Teile la der Stahl-Gewebeeinlagen der Karkasse 1 so weit hochgezogen sein, daß sie, wie in F i g. 4 dargestellt, den größten Teil der Seitenwand 5 bedecken. Es ist auch möglich, zur Verstärkung der Seitenwand 5 getrennte Stahl-Cordgewebeeinlagen Xb zu verwenden (Fig.5). Die verstärkenden Stahl-Cordgewebeeinlagen la und Xb können vollständig oder teilweise durch zweckmäßige Faser-Cordgewebeeinlagen mit Fäden beispielsweise aus Nylon, Polyester oder Vinylon ersetzt sein. Zur Verstärkung der Seitenwand 5 können selbstverständlich die vorerwähnten Faser- und Stahl-Cordgewebeeinlagen beliebig kombiniert sein. An den radial äußeren Enden 7 der verstärkenden Cordgewebeeinlagen la wnd Xb treten Spannungskonzentrationen auf, die von der Reifenmitielebene E-E weg gerichtet sind, da die Cordgewebeeinlagen la und \b auf die Seitenwand 5 wirkende Belastungen aufnehmen müssen. Bei Verwendung der vorerwähnten verstärkenden Stahl-Cordgewebeeinlagen la oder Xb führt die Konzentralion der nach außen gerichteten Spannungen häufig zu einer Lostrennung der Stahl-Cordgewebeeinlagen und zu Rissebildung in der Seitenwand 5 aus Kautschuk.

Es hai sich herausgestellt, daß die Vorsprünge β auch die Lostrennung derartiger verstärkender Stahl-Cordgewebeeinlagen und die Rissebildung in der aus Kautschuk hergestellten Seitenwand verhindern. Entsprechend der in Fig.4 und 5 dargestellten Ausbildungsform sind die radial äußeren Enden der verstärkenden Stahl-Cordgewebeeinlagen Xa und Xb in der Seitenwand aus Kautschuk, an einer Stelle eingebettet, die zwischen dem Vorsprung 6 und der Gewebeeinlage 1 der Reifenkarkasse liegt. Der Vorsprung 6 verleiht der Kautschukschicht der Seitenwand 5 eine zusätzliche Festigkeit, so daß die an den Enden 7 konzentriert auftretenden, nach außen gerichteten Spannungen s sicher durch die Kombination aus Seitenwand-Kautschuk und Vorsprung aufgenommen werden. Somit tritt an den äußeren Enden 7 keine übermäßige Verformung der Seitenwand infolge von Spannungskonzentrationen auf. Die Lostrennung der verstärkenden Cordgewebeeinlagen und die Rissebildung in der Seitenwand können daher wirkungsvoll verhindert werden. Selbstverständlich läßt sich die in F i g. 4 und 5 dargestellte Ausbildungsform mit Vorteil zur Verhinderung der Lostrennung der Cordgewebeeinlagen und der Rissebildung in der Seitenwand auch dann verwenden, wenn die verstärkenden Cordgewebeeinlagen aus Fasermaterial hergestellt sind.

Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung des Luftreifens entsprechend Fig.2 bis 5 soll der Abstand W\ zwischen den nach außen gedrückten äußeren Enden ρ der beiden Vorsprünge 6 zwischen 102 und 140% der Reifenbreite W₂ an den Seitenwänden 5 betragen. Liegt der Abstand W₁ zu weit über dem Betrag von 140% der Breite W₂, ist der Vorsprung 6 selbst der Gefahr ausgesetzt, durch Steine oder andere scharfkantige Körper, die sich am Erdboden befinden, aufgeschlitzt zu werden. Ist andererseits der Abstand Wi kleiner als der Betrag von 102% der Reifenbreite W₂, wird die angestrebte Schutzwirkung für die Seitenwand nicht erreicht

Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß die Erfindung einen Luftreifen aus Kautschuk für Erdbaumaschinen für den Einsatz abseits der Straße schafft bei dem an sich gegenüberliegenden Seitenwänden des Luftreifens sich zwei Vorsprünge 6 befinden, die eine Beschädigung der Seitenwand des Reifens wirkungsvoll verhindern, ohne im Reifen, besonders an der Reifenkrone und an den Protektoreinlagen, einen übermäßigen Temperaturanstieg hervorzurufen. Außerdem ist diese erfindungsgemäße Ausbildung bei Luftreifen in Radialbauweise mit Stahl-Cordgewebeeinlagen anwendbar, um eine zusätzliche Verstärkung der Seitenwände derartiger Reifen dadurch zu erzielen, daß die radial äußeren Enden der verstärkenden Stahl-Cordgewebeeinlagen in zweckmäßiger Lage relativ zum Vorsprung nach der Erfindung angeordnet werden. Tatsächlich sind Radialreifen mit Stahl-Cordgewebeeinlagen trotz ihrer ausgezeichneten Leistungsmerkmale bei Erdbaumaschinen in der Praxis nicht verwendet worden, da bei herkömmlichen Radialreifen mit Stahl-Cordgewebeeinlagen die Gefahr besteht, daß sich die Gewebeeinlagen, wie weiter oben erwähnt, lösen und in der Seitenwand Risse auftreten. Durch die Erfindung sind diese bei herkömmlichen Radialreifen mit Stahl-Cordgewebeeinlagen auftretenden Schwierigkeiten mit Erfolg abgeschwächt, so daß bei Erdbaumaschinen für den Einsatz abseits der Straße verschiedene Vorteile der Radialreifen mit Stahl-Cordgewebeeinlagen ausgenutzt werden können.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Luftreifen aus Kautschuk für abseits der Straße eingesetzte Erdbaumaschinen, mit einer ringförmigen Lauffläche, die von zwei parallelen Randkanten begrenzt ist, mit einer Seitenwand an jeder Seite, welche sich von je einer der Randkanten aus radial einwärts erstreckt und in je einem Wulst endet, mit einer sich Ober die Wuiste erstreckenden Karkasse, zwischen der und der Lauffläche eine Protektoreinlage angeordnet ist, und mit einem die axial breiteste Stelle des Reifens bildenden Vorsprung an jeder Seitenwand, welcher in einem Abstand von etwa 35 bis 45% der Querschnittshöhe des Reifens von der zugehörigen Randkante der Lauffläche endet und zwischen seinem der Lauffläche zugewandten Ansatz und seiner breitesten Stelle eine axial auswärts verlaufende, einen Teil eines zur Drehachse des Reifens hin konvergierenden Kegels bildende Schutzfläche gegen seitliche Beschädigungen des Reifens bildet, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (6)