DE1680454A1 - Luftreifen mit Scheitelverstaerkungseinlage - Google Patents

Luftreifen mit Scheitelverstaerkungseinlage

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DE1680454A1 DE19661680454 DE1680454A DE1680454A1 DE 1680454 A1 DE1680454 A1 DE 1680454A1 DE 19661680454 DE19661680454 DE 19661680454 DE 1680454 A DE1680454 A DE 1680454A DE 1680454 A1 DE1680454 A1 DE 1680454A1
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Description

H.LEINWEBEK dipl-ing. H.ZIMMERMANN
Postscheck-Konto: Bank-Konto: Telefon ' Tel.-Adr. München 22M5 Dresdner Bank AG. München (8811) 2619 £9 Lelnpat München Manchen 2, Marlenplatz, Kto.-Nr. 92790
Z/ho
8 München 2, Rosental 7, 2.
(Kustermann-Passage)
den
15. April 1966
Pneumatiques, Caoutchouc Manufactur! et Plastiques
KIEBEB-COLOMBES, Soc.an.
Colombes (Seine) Frankreich
Luftreifen mit Scheitelverstärkungseinlage
Die Erfindung betrifft die Luftreifen mit biegsamen Seitenwänden und einer Lauffläche mit Verstärkungseinlage, die ein Paar aufeinander angeordneter Lagen von kleine Winkel in bezug auf die Reifenäquatorialebene bildenden Textil- oder Metallkabeln sowie eine dritte Lage Kabel mit im wesentlichen querverlaufender Richtung aufweisen. Die bekannte Luftreifenart ist beispielsweise in den US-Patentschriften 2 495 614 (Großbritannien 628 060 - Deutschland 927 971) und 3 131 744 (Großbritannien 265) beschrieben. Es wurden auch zahlreiche abgewandelte Ausführ ungsformen dazu vorgeschlagen, bei denen insbesondere die aus Querkabeln bestehende Lage entweder durch eine durchgehende
en Kimststoffschicht (z.B. französische Patentschrift'1 229 214,
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1 273 185 und englische Patentschrift 720 150) oder eine Schicht gummiartigen Gemisches mit hohem Elastizitätsmodul ersetzt ist oder verstreute Fasern enthält (z.B. US-Patenfechrift 2 811 998 oder französische Patentschriften 1 234,588, 1 259 709, 1 281 719, 1 305 692, 1 323 300 und 1 327 811) oder auch durch zwei überkreuzte Lagen aus Kabeln ersetzt ist, die symmetrische Winkel von ca. 45 bis ™ 75° bilden (wie z.B. englische Patentschrift 944 876, französische Patentschrift 1 133 604 und US-Patentschrift 3 166 113). Weiterhin wurde vorgeschlagen, die in Querrichtung verlaufende Lage wegzulassen und somit die Verstärkungseinlage auf ein oder mehrere Lagenpaare zu vermindern, die sämtlich aus in bezug auf die Aquatorialebene in kleinen Winkeln von 20 ausgerichteten Kabeln bestehen (vgl. französische Patentschrift 1 122 127).
Mit den meisten der vorstehenden Vorschläge war keine
zufriedenstellende Produktion erzielbar, weil entweder bestimmte Werkstoffe, wie z.B. die Kunststofflagen, nicht genügend an dem sie umgebenden Kautschuk anhaften, oder weil die harten, mit Schnittfasern verstärkten Mischungen schwer verarbeitbar sind. Bei den anderen, im industriellen Maßstab
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hergestellten Bauarten sind die Ergebnisse ziemlich zufriedenstellend, soweit es sich um mittelgroße luftreifen handelt; bei den großen luftreifen treten oft vorzeitige zerstörende Trennerscheinungen entlang der Verstärkungseinlagen auf. Vermutlich ist ein Grund für diese Fehlerquellen in den relativen Bewegungen an den Kanten der Scheitelverstärkungseinlagen aufgrund der Veränderung der Querkrümmung der Verstärkungseinlage zu sehen, wenn diese in den Kontaktbereich % von Reifen und Erdboden gelangt. -
Ziel der Erfindung ist die Beseitigung oder weitgehende Verminderung dieses lach teils.. ·
Gegenstand der Erfindung ist ein luftreifen mit biegsamen Seitenwänden und einer Verstärkungseinlage mit zumindest einem Xagenpaar aus untereinander kleine Winkel bildenden Kabeln, sowie einer dritten lage aus in Querrichtung verlaufenden Kabein.
Der erfindungsgemäße luftreifen zeichnet sich im wesentlichen dadurch aus, daß diese dritte lage aus zumindest zwei aufeinander angeordneten lagen besteht, deren Kabel oder Fäden ein- und dieselbe allgemeine Querrichtung in bezug auf die Beifenäquatorialebene haben. Die aufeinander angeordneten Lagen
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haben insgesamt durch. Trägereffekt eine große Beständig- * keit gegenüber der Querkrünmungsveränderung der Verstärkungseinlage, wenn der Beifen einer Vertikalstauchung auf dem Erdboden ausgesetzt wird. Durch diese Steifigkeit werden im Reifen während des Betriebes die relativen Bewegungen der an den Kanten der Verstärkungseinlage liegenden Kabelenden vermindert und die Ablöseerscheinungen an dieser Stelle wesentlich hinausgezögert.
Der erfindungsgemäß Aufbau ist also besonders wichtig für die großen Lastkraftwagen-Luftreifen, d.h. immer dann, wenn die Festigkeit der bisher bekannten Arten unzureichend ist.
Weiterhin hat die Erfindung einige Verbesserungen zum Ziel, von denen Versuche gezeigt haben, daß sie die Wirksamkeit der vorstehend beschriebenen Ausbildung noch weiter er- '. höhen. Diese bestehen teilweise aus an sich bekannten Merkmalen, ermöglichen es jedoch in Verbindung mit der sehr steifen Schicht aus Querkabeln oder -fäden, daß die gesamte Verstärkur^s-. einlage und der von ihr verstärkte Eeifen den praktischen Anforderungen besser entspricht.
Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, und ,
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zwar zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Luftreifendecke, und
Fig. 2 bis 5 Teilquerschnitte durch abgewandelte Ausführungsformen des erfindungsgemäflen Reifens.
Der in Fig. 1 dargestellte luftreifen hat wie üblich eine Karkasse 1, die um die Metalldrahteinlagen 2 der Wülste
verläuft, eine Scheitelverstärkungseinlage 3» eine lauffläche "~ 4 und Seitenwandbänder 5. Die Lauffläche hat z.B. herkömmliche Zickzack-Profilrippen.
Je nach Reifengröße besteht die Karkasse 1 aus einer oder mehreren "Kordtt-Gewebelagen, die jeweils aus Textil- oder Metallfäden oder -kabeln gefertigt sind, die bei einem Luftreifen mit biegsamen Seitenwänden in Meridianebenen ausgerichtet sind. Die Scheitelarmierung bzw. Verstärkungsein- lage 3 hat selbst ein oder mehrere Lagenpaare 6 aus "Kord"-Gewebe oder Metall und die Fäden oder Kabel dieser Lagen 6 sind symmetrisch ausgerichtet und bilden in bezug auf die Reifenäquatorialebene einen kleinen Winkel, d.h. einen Winkel, der im allgemeinen unter 20° und vorzugsweise 6 bia 15° im Fertigjreifen beträgt.
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Gemäß der Erfindung umfaßt die Verstärkungseinlage 3 außerdem eine sehr steife Schicht, die auf die Karkasse 1 aufgebracht ist und im Fall der Fig. 1 aus zumindest zwei lagen 7 aus Fäden oder Kabeln besteht, die nahezu quer verlaufen, d.h. mit der Äquatorialebene einen Winkel von ca. 60 bis 90 bilden. Diese beiden lagen 7 liegen unmittelbar aufeinander auf, so daß ihre Kabel nur durch die sehr dünne W . Kautschukschicht getrennt sind, mit der die Kabellagen im allgemeinen beschichtet sind. Außerdem sind die Lagen 7 derart angeordnet, daß ihre Kabel im gleichen Winkel ausgerichtet sind, d.h. sich von der einen zur anderen lage nicht überschneiden.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform weisen die beiden lagen 7 aufgrund ihrer Nähe und der gleichen Querausrichtung ihrer Kabel eine große Festigkeit gegenüber den Biegebeanspruchungen in Badialrichtung auf, die die Querwölbung der Scheitelverstärkungseinlage leicht verändern können. Diese Festigkeit vermindert anscheinend die relativen Bewegungen der Kabel entlang der Lagen. Wie dem auch sei, die Versuche haben gezeigt, daß durch den erfindungsgemäßen Aufbau der Scheitelverstärkungseinlage Ablöseerscheinungen entlang der Kante der Verstärkungseinlage wesentlich verzögert werden können.
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Die Quersteifigkeit der durch die aufeinanderliegenden Lagen 7 erhaltenen Verstärkungseinlage ist 'selbstverständlich je nach Wunsch durch geeignete Wahl der Art der Materialien bestimmbar, d.h. indem für die Lagen der Kabelverstärkungseinlage Textil- oder sogar Metallfaden oder -fasern verwendet werden. Diese Quersteifigkeit ist auch dadurch abstimmbar, daß mehr oder weniger harte gummiartige Mischungen zum Ummanteln der Fäden oder Kabel der Lagen der Verstärkungseinlage 3 benutzt werden. Gute Ergebnisse wurden insbesondere mit Seheitelverstärkungseinlagen 7 aus Metallkabeln erzielt, die mit einer gummiartigen Mischung einer A-Shore-Härte von '80 kalandert waren.
Eine weitere erfindungsgemäße Verbesserung besteht darin, daß die beiden Lagen 7 gleicher Querrichtung im wesentlichen die gleiche Breite L haben; diese ist derart bestimmt, daß - im Reifenquerschnitt (Fig. 1) gesehen - diese Lagen 7 in einem MittelpunktswinkeloC eingeschlossen sind, der größer ist als der Mittelpunktswinkel cC<\» der die Breite nS* der Reifenabrollfläche einschließt. Der Mittelpunkt 0 des Reifenquerschnitts liegt im Schnittpunkt der durch die ÄcLuatorialebene verlaufenden Vertikalachse mit der Linie ab, die in der breitesten Ebene des-Reifenquerschnitts liegt.
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/■ Auf diese Weise erstrecken sich die Lagen 7 in den Bereich der Reifenschulter. Allerdings darf die Breite L der Lagen 7 nicht viel größer sein als die Breite S der Abrollfläche, sondern kann beispielsweise 85 bis 105% von S betragen.
weise, Weiterhin sind die Lagen 7 vorteilhaft/etwas breiter
als die in Längsrichtung angeordneten Lagen 6, damit deren Kanten in bezug auf die Kanten der ersteren zurückliegen, und
es hat sich herausgestellt, daß die Ergebnisse bei einem Ab- W ' von
stand "e" zwischen den Kanten der Lagen 6 und 7'zumindest 15mm noch besser sind.
Eine weitere Verbesserung besteht darin, daß zum Kalandern Kabellagen 7 aus einem Kautschukgemisch mit verhältnismäßig geringer Hysterese verwendet werden, selbst wenn dieses Gemisch keine sehr hohe Härte aufweist (A-Shore-Härte von ca. 65-70 "). Dagegen scheint es vorteilhaft zu sein, zum Kalandern & der anderen Verstärkungseinlagen 6 recht harte gummiartige Gemische zu verwenden (A-Shore-Härte von ca. 10 ), selbst wenn das Gemisch mit höherer Hysterese zur Folge hätte.
In den Fig. 2 und 3 sind abgewandelte Ausführungsformen gemäß der. Erfindung dargestellt, bei denen auch eine oder mehreiB der vorstehend beschriebenen Verbesserungen verwendbar sind,
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die zurückliegende Anordnung der Kanten der Lagen 6 jedoch in bezug auf die Kanten der Lagen 7 entweder durch eine seitliche Versetzung der Lagen 6 untereinander (Fig. 2) vervollständigt, wobei alle Lagen 6 gleich breit sind, oder durch Verwendung von Lagen 6 abnehmender Breite (Fig. 3), so daß in beiden Fällen eine Abstufung der Kanten der Lagen 6 erzielt ist, die bedeutend günstiger ist als eine gute Beständigkeit gegenüber Ablöseerscheinungen und Ausbreitung etwaiger Ablöseerscheinungen.
Eine weitere erfindungsgemäße und auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen anwendbare Verbesserung besteht darin, die Lagen 7 (oder zumindest eine der Lagen 7) mit gleicher Querrichtung mittels Kabel oder Fäden auszubilden, die einheitlich dicker und/oder steifer als die Kabel oder Fäden der Lagen 6 sind, um die Steifigkeit der Verstärkungseinlage und deren Festigkeit gegenüber den Biegebeanspruchungen zu erhöhen, die deren Querwölbung leicht verändern. Werden z.B; normalerweise für einen bestimmten Reifen Metallkabel-Scheitelverstärkungseinlagen 6 aus 38 Fäden eines Durchmessers von 0,15 mm verwendet, dann könnten für die Lagen 7 Metallkabel gebracht werden, die aus'Litζen aus 7 Fäden
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eines Durchmessers von 0,1? mm "bestehen, cLh. dicker und gegenüber einer Verbiegung beständiger sind.
Im gleichen Sinne ist es möglich (Fig. 4), die beiden Querlagen 7 durch eine einzige Lage 8 zu ersetzen, die aus verhältnismäßig dicken und steifen Kabeln besteht; die Kabel bilden einen Winkel von 60 bis 90 und sind vorzugsweise von einem harten Kalander gemisch mit einer A-Shore-Härte von ca. 80 ummantelt. Dabei ist die lage 8 zwischen die Karkasse und die Lagen 6 eingebracht. Zwar bedingt letztere Lösung zur Erzielung einer Armierung geeigneter Steifheit, daß sehr dicke, mit den herkömmlichen Werkzeugen schwer bearbeitbare und in dieser Hinsicht weniger vorteilhafte Kabel oder Drähte verwendet werden; sie kann aber im Betrieb zufriedensMlend sein und bleibt ebenso im Rahmen der Erfindung.
Eine weitere erfindungsgemäße Verbesserung besteht darin, unterhalb der Lauffläche 4 ein unteres Eeifenlaufband anzuordnen, das zumindest die äußeren Kanten der Lagen 6 und 7 der Scheitelverstärkungseinlage 3 überdeckt und aus einem gummiartigen Gemisch mit einer niedrigeren Hysterese als die Lauffläche besteht, um ein Heißlaufen während des Betriebes in der Nähe der Scheitelverstärkungseinlage zu vermindern. So weist z.B. das das untere Beifenlaufband 9 bildende gummiartige Gemisch vorteilhafterweise einen Δτ von 5 bis 10°
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und das gummiartige Gemisch der Lauffläche einenZ^T von 10 bis 15° auf, entsprechend einem Heißlauf-Test auf dem Goodrich-Biegeprüfgerät, wie es in der US-Norm ASTM D 623/58 (Methode a) beschrieben ist. In der Darstellung nach Fig. 5 besteht dieses untere Reifenlaufband 9 aus zwei Teilen, die jeweils eine Kante der Scheitelverstärkungseinlage überdecken und deren Dicke fortlaufend abnimmt und schließlich in die Seitenbänder 5 und die Außenseite der Verstärkungseinlage 3 übergeht. Diese beiden Teile könnten ebensogut durch eine Schicht aus dem gleichen gummiartigen Gemisch miteinander verbunden sein, die den Mittelteil der Verstärkungseinlage überdeckt. Vor dem Anordnen des unteren. Reif eniaufbandes können die Kanten der Verstärkungseinlage mit Gummistreifen 10 bedeckt werden, die aus dem gleichen Gemisch gefertigt sind, wie es zum Kalandern der Lagen 6 und 7 verwendet wird.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehenden Ausführungs formen beschränkt, sondern es sind zahlreiche Abwandlungen möglich. So können mehr als zwei Lagen 7 mit Querkabeln vorhanden sein, insbesondere in den großen Luftreifen. Außerdem kann der Reifen auch in den die Erfindung nicht unmittelbar betreffenden Teilen abgewandelt sein.
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Claims (9)

I g ο υ Patentansprüche:
1. Luftreifen mit biegsamen Seitenteilen und Scheitelverstärkungseinlage aus einem oder mehreren Paaren aufeinander angeordneter Lagen Kabel oder Fäden, die in bezug auf die Äquatorialebene kleine Winkel bilden und einer Schicht queryerlaufender, zwischen die in Längsrichtung verlaufenden und' die Reifenkarkasse eingebrachter Kabel oder Fäden, wobei sich die gesamte Verstärkungseinlage in Querrichtung entsprechend der Breite der Abrollfläche erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht Querfäden oder -kabel aus zu mindest zwei übereinander angeordneten Lagen (7) besteht, deren Kabel oder Fäden die gleiche allgemeine Querrichtung in bezug auf die Reifenäquatorialrichtung haben.
2. Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden aufeinander angeordneten Lagen (7) aus Fäden oder Kabeln gleicher Querrichtung nahezu die gleiche Breite (L) haben, die in einem Mittelpunktwinkel oC eingeschlossen ist, der größer ist als der Mittelpunktwinkel cC * des Reifenquerschnitts, der die Breite (S) der Abrollfläche einschließt, und daß die Breite (L) nicht merklich größer ist als die Abrollflächenbreite.
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3. Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden aufeinander angeordneten Lagen (7) Fäden oder Kabel gleicher Querrichtung mit einem gummiartigen Gemisch niedriger Hysterese kalandert sind.
4. Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der aufeinander angeordneten lagen (7) Kabel oder Fäden gleicher Querrichtung aus einheitlich dickeren ■ und/oder steiferen Kabeln oder Fäden als diejenigen der anderen Verstärkungseinlagen (.6) mit kleinem Winkel besteht.
5. Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungseinlagen (6) aus geringfügig geneigten Kabeln oder Fäden schmäler sind, so daß ihre Kanten in bezug auf die Kanten der Querlagen (7) zumindest um 15 mm nach innen zurückliegen.
6. Reifen nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungseinlagen (6) schmäler und seitlich untereinander versetzt sind, also abgestufte Kanten haben.
7. Reifen nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungseinlagen (6) abnehmende Breite, also versetzte Kanten hab.en.
8. Reifen nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet,
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daß die Yerstärkungseinlagen (6) mit einem verhältnismäßig harten gümmiartigen Gemisch kalandert sind.
9. Reifen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 "bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht Kabel oder Fäden gleicher Querrichtung aus einer einzigen Lage Kabel oder Fäden mit Querrichtung besteht, die einheitlich dicker und/oder steifer sind als diejenigen der anderen Yerstärkungseinlagen mit kleinem Winkel, und daß die Lage zwischen die Karkasse und die Verstärkungseinlagen mit kleinem Winkel eingebracht ist.
1Ό. Reifen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch ein unteres Reifenlaufband (9), das zumindest die Seiten und Außenränder der Scheitelverstärkungseinlage (3) überdeckt und aus einem gummiartigen Gemisch niedrigerer Hysterese als das Gemisch der Lauffläche (4) besteht.
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Lee rse ι te
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