DE1810062A1 - Luftreifen grosser Abmessungen,insbesondere fuer Lastkraftwagen und andere schwere Fahrzeuge - Google Patents

Description

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DR.E. WIEGAND DIPL-ING. W. NiEMANN IO ι

DR. M. KOHLER DIPL.-ING. C. GERNHARDT '

MÖNCHEN HAMBURG

telefon, s5S47i 8000 Mönchen 15 20. November 1968

TELEGRAMME, KARPATENT NUSSBAUMSTRASSE 10

W. 13986/68 8/Pe

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Gorapagnie Industrielle de Textiles Artifioiels

et Synthetiques
Paris (Prankreich)

Luftreifen großer. Abmessungen, insbesondere für Lastkraftwagen und andere schwere Fahrzeuge

Die Erfindung betrifft einen Luftreifen großer Abmessungen, der insbesondere für Lastkraftwagen und andere schwere Fahrzeuge bestimmt ist, und der durch eine radiale oder gekreuzte Karkasse verstärkt ist,, die von aus Reyon bzw. Kunstseide oder synthetischen Polymerisaten oder Glasfasern.bestehenden Schnüren gebildet ist, welche als "offene" Umfaltungen um einen einzigen Wulstring umgelegt sind, über dem ein aus hartem Kautschuk bestehender Kern angeordnet ist.

Die Verbesserungen, welche die Eigenschaften der zum Aufbau von Luftreifen verwendeten Textilien nach und nach erfahren haben, haben es ermöglicht, die Dicken der Seitenwände bei gleicher Leistung herabzusetzen. Diese Entwicklung ist andererseits dadurch vervollkommnet worden, daß für die Verstärkungseinlagen immer dickere Schnüre, verwendet wurden, und dies hat eine beträchtliche Verminderung der Anzahl von Lagen möglich gemacht.

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Diese Tendenzen treffen sowohl für Luftreifen von üblichem Aufbau (bei dem die Seitenwandlagen unter sich einen Winkel bilden) als auch für Luftreifen mit radi·-' aler Karkasse zu. Sie geben dem Konstrukteur die Möglichkeit, den Herstellungspreis der Reifen herabzusetzen, weil sie gestatten, weniger Rohstoffe zu verwenden.

Wenn ein Kraftfahrzeugreifen mit dünnen Wänden u*id einzigem Wulstring auf der .Straße arbeitet, treten indessen in der Zone der Wulste Unregelmäßigkeiten auf, welche die Lebensdauer der Reifen in sehr erheblichem Maß beschränken. Da Luftreifen mit dünnen Wänden in der Zone der Wulste sehr biegsam sind, ist der Vorgang so, als ob Stoßwellen den Aufbau der Wulste etwas über dem Niveau des Randes der Radfelge und insbesondere auf dem Niveau des Endes der umgelegten Umfaltungen zu zerstören suchen. Dies macht sich besonders im Fall von hochbelasteten Luftreifen bemerkbar, die mit Schnüren aus synthetischen Textilien oder Reyon bzw. Kunstseide hoher Festigkeit oder Glasfasern verstärkt sind.

Im allgemeinen sind bei Luftreifen mit Textilver- «Stärkung die Umfaltungen um den Wulstring so umgelegt, daß sie einen über dem Wulstring angeordneten Kautschukkern einschließen und fast in Berührung mit den Zug-' bändern kommen, so daß sie "geschlossene" Umfaltungen bilden. Im Betrieb tritt die Zerstörung solcher Reifen in einer dem Ende der umgelegten Lagen benachbarten Zone auf und ist oft auf den inneren Zugbändern sichtbar.

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Es sind Versuche durchgeführt worden, um die Dicke und die Länge des Über dem Wulstring liegenden Kerns wesentlich zu vergrößern, wobei die niedergedrückten Lagen weiterhin sehr nahe an die Zugbänder herangeführt sind*

Die Ergebnisse verbessern sich zwar fortschreitend in dem Maß, wie die über dem Wulstring liegenden Einlagekerne dicker gemacht werden, jedoch sind im Fall von dicken Radialreifen mit einer oder zwei Seitenwandlagen die Ergebnisse nicht ausreichend, um eine industrielle Nutzung ins Auge fassen zu können.

In weiteren Versuchsreihen sind die um die Wulstringe umgelegten Lagen nicht bis in Berührung mit den Zugbändern niedergedrückt, sondern von ihnen progressiv entfernt worden, bis sie schließlich parallel zu den Zugbändern verliefen.

Diese Abänderung der Ausführung hat zu einer sehr · erheblichen Verbesserung der Qualität der Wulste geführt, und überdies ist in unerwarteter Weise gefunden worden, daß die Ergebnisse durch die nachstehend genannten ergänzenden Bedingungen weiter verbessert werden: -

(a) Die Länge der.umgelegten Umfaltungen der Lagen soll so klein wie möglich sein. Mit langen umgelegten Umfaltungen versehene Luftreifen, die im Verlauf des Betriebes eingezogen wurden, zeigten, daß. Ablösungen und Zerstörungen der Schnüre aufgetreten waren, insbesondere nahe den

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Enden der umgelegten Umfaltungen. Wenn diese verkürzt wurden, verschwand die Erscheinung, als ob Stoßwellen fUr eine bestimmte Reifenart in einem bestimmten Abstand von der Felge lokalisiert wären. ,-■'"■ , "

Es war überraschend, festzustellen, daß die Längen der Umfaltungen, die viel kleiner als die allgemein· verwendeten sind, ausreichen, um eine gute Verankerung der Zugbänder in der Zone des Wulstringes zu erhalten.

(b) Das Ende der umgelegten Umfaltungen der Lagen soll mit Bezug auf die Zugbänder nicht nur parallel zu■"' diesen verlaufen, sondern auch 2 bis 3 mm nach außen abgelenkt sein.

(c) Unmittelbar über dem Wulstring ist ein vorzugsweise parallel-epipedischer Kern aus hartem Kautschuk (mit einer Shore-Härte in der Größenordnung von 85) anzuordnen. Dieser Kern soll den ganzen Raum zwischen den Zugbändern und den umgelegten Umfaltungen, "die zu ihnen parallel verlaufen, einnehmen und eine ausreichende Höhe haben, um beinahe das Niveau des Felgenrandes zu erreichen. Unter umgelegten "parallelen" Umfaltungen sind solche zu verstehen, deren Richtung im wesentlichen parallel zur Richtung der Zugschnüre verläuft, die ihnen gegenüberliegen. Über diesem Kern aus hartem Kautschuk ist ein zweiter Kern aus hartem·Kautschuk (mit einer Shore-Härte von etwa 85) von zugespitzter Form anzuordnen, der mit einem dritten Kautschukkern (mit einer Shore-Härte von etwa 60) überdeckt ist,

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welcher dahingehend wirkt, die umgelegten Umfaltungen der Lagen parallel zu den Zugbändern zu halten, mit dem Vorbehalt, daß für die Enden der umgelegten Umfaltungen Vorsichtsmaßnahmen zu treffen sind. Der dritte Kern ermöglicht außerdem eine unerläßliche Verminderung der. mittleren Steifigkeit des Wulstes mit zunehmendem Abstand vom Wulstring.

(d) Schließlich muß, was an sich bekannt ist, das Ende der umgelegten Umfaltungen mit einem weichen Kautschuk (Shore-Härte in der Größenordnung von 55 bis 6o) abgedeckt werden, um Ablösungen der Enden von dem sie umgebenden Gummi zu verhindern.

Die Erfindung wird nachstehend anhand einiger Beispiele in Verbindung mit der Zeichnung erläutert, in welcher^

Fig. 1 eine Teilschnittansicht eines nicht erfindungsgemäß ausgebildeten Luftreifens ist und die

Fig. 2 und 3 in Teilschnittansicht zwei AusfUhrungsformen eines Luftreifens gemäß der Erfindung veranschaulichen.

Beispiel 1 · m

Es wurde eine Reihe von 8,25 x 20 - Luftreifen mit radialer Karkasse in der Weise hergestellt, daß der Wulst nach der Vulkanisierung die in Fig. 1 wiedergegebene Ausbildung hatte. Die Karkasse dieserl Reifen bestand aus zwei Lagen 1 aus Polyamidschnüren (Nylonschnüren) von .: 840 /3x3 den (mit Zusammenschluß von 640 Schnüren 3e Meter), die in der Wulstzone durch zwei schräg geschnittene verkautschukte Einlagegewebe 2 verstärkt waren. Über dem Wulstring 3 dieser Reifen war in üblicher Weise ein Hartkautschukring 4 (mit einer Shore-Härte von 85) ange-

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ordnet, dessen größte Höhe ungefähr das 1 1/2-fache der Höhe des Wulstringes 3 betrug. Mit 5 ist die Radfelge bezeichnet. · .

An dieser Reihe von Luftreifen wurden Rollprüfungen (Rolltests) durchgeführt, bei denen die Reifen auf einer Trommel mit einer.Geschwindigkeit entsprechend ^O km/h unter Belastungen rollen gelassen wurden, die in progressiven Stufen bis auf eih Maximum von 175 % der Anfangsbelastung (die 1500 kg bei einem Aufblasdruok von 5 kg betrug) vergrößert wurden» Die Vergrößerung der Belastung war derart, daß die maximale Belastung von 175 % nach einer Rollstrecke von 7200 km erreicht wurde. Kein Reifen dieser Reihe überschritt den Wert von 7200 km;" die Zerstörung dieser Reifen äußerte sich in einem Reißen und Ablösen der Lagen in der Zone des Wulstes und insbesondere an den inneren Lagen.

• Beispiel 2

Es. wurde eine Reihe von 8,25 x 20_- Luftreifen mit radialer Karkasse in der Weise hergestellt, daß der Wulst -nach der Vulkanisierung die in Fig. 2 wiedergegebene Ausbildung hatte. Bei diesem Beispiel waren die Lagen 1 der Schnüre als "offene" Umfaltungen la um den Wulstring j5 derart umgelegt, daß die Richtung des umgelegten Teiles der Schnüre parallel zurRichtung der gegenüberliegenden Zugbänder verlief. Die Karkasse dieser Reifen war allgemein in der gleichen Weise wie diejenige des Beispiels 1 ausgeführt, jedoch war über dem Wulstring 3 bei dieser

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Reihe von Reifen - im Gegensatz au der Karkasse des Beispiels 1 - ein langer, im Querschnitt dreieckförmiger, aus hartem Kautschuk (Shore-Härte 8o) bestehender Kern 6 von 8 cm Höhe angeordnet, und die Enden der umgelegten Teile bzw. Umfaltungen la der Lagen 1 erstreckten sich nur um 2,5 cm über den Rand der Felge 5 hinaus und waren in einen Kern 7 aus welchem Kautschuk (Shore-Härte 60) eingebettet.

Diese Reihe von Reifen wurde der gleichen Rollprüfung wie in Beispiel 1 unterworfen. Diese Reifen liefen im Mittel 12300 km und davon 6IOO km bei einer Überbelastung von 75 #. .

Beispiel 3

Es wurde eine Reihe von 8,25 x 20 - Luftreifen mit radialer Karkasse in der Weise hergestellt, daß der Wulst nach der Vulkanisierung die in Fig. 3 wiedergegebene Ausbildung hatte. Die Karkasse dieser Reifen war allgemein wie in den vorhergehenden Beispielen ausgeführt, und die Lagen 1 der Schnüre waren um den Wulstring 3 in "offenen" _ Umfaltungen 1 a umgelegt. Über dem Wulstring 3 dieser ™ Reifen war ein erster Kern 6a aus hartem Kautschuk (Shore-Härte 85) angeordnet, der im Querschnitt die Form eines Parallelogrammes hatte und im wesentlichen die gleiche Größe j wie der Wulstring 3 aufwies. Über diesem ersten Kern 6a ' von parallelogrammförmigem Querschnitt war ein zweiter aus hartem Kautschuk (Shore-Härte 85) bestehender Kern 6b

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von im wesentlichen dreieckigem Querschnitt angeordnet· Die gesamte Höhe der beiden Kerne 6a und 6b betrug ungefähr 6 bis 7 cm.

Die Enden der* Umf altungen la der Schnur lagen 1 erstreckten sich etwas Über den Rand der Felge\'5 hinaus und sie waren außerdem geringfügig nach außen abgelenkt und in ein ProfilstUek 7 aus weichen Kautschuk (Shore- ' Härte βθ) eingebettet» Das Ende des aus dem weichen Kautschuk bestehenden ProfilstUekes 7 erstreckt®, sich . über die Spitze des im Querschnitt dreieckigen Hartkautsehukkemes 6b hinaus. ·

Diese Reihe von Luftreifen wurde der gleichen RoIlprufunä Wie im Beispiel 1 unterworfen· Diese Reifen liefen im Mittel 1500Ö km-,"und daVo'n tBOÖ lon bei einer

Beispiel fr ^{: :}' >.·-'■■■■;■■;-.■.· .:·.< --... · -

Es wurden drei Reihen von S_f25 si SO;-. - Luft reif en mit radialer Karkasse in der Welse hergestellt, daß der Wulst nach der Vulkanisierung fUr die ©rste Reihe die Äusbidlung gemäß Fig. 1, für die zweite Reihe die Ausbildung gemäß Fi)J* ^;gVtiM^iÜr-dle dritte/ Rö^:ih©;'dii^::lüsbildüng gemäB Flg. hai;t©-. "/■-. ;-V""/-.·-■■'■ _'■■- \ "-^¹V'*- "" " '·· * '"""'

..::':'-Di*^s Karkasse der Reif en 'ditatrer drei Reihen bestand zwei Lagen ölasfasörsohiiUren von 600 /5x5., den usammenschluß von 700 Schritirön je

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Die Drehungen der Schnüre in jeder Lage waren abwechselnd ZS- und SZ-Drehungen, damit sich die Lagen nicht . verformten, wenn sie vor dem Kalandern unbeabsichtigt entspannt wurden. ■

Die aus Glasfaserschnüren bestehenden Lagen der Karkasse wurden um die Wulstringe wie folgt umgelegt: für die erste Reihe auf die in Fi'g. 1 wiedergegebene Weise ("geschlossene" Umfaltung), für die zweite Reihe auf die in Fig. 2 wiedergegebene Weise ("offene" Umfaltung) und für die dritte Reihe auf die in Fig. J wiedergegebene Weise ("offene" Umfaltung mit etwas nach außen abgelenktem Ende).

Abgesehen von der Art der Schnüre hatten die Wulste der Reifen jeder dieser drei Reihen genau die Konfigurationen, wie sie in den Figuren 1 bzw. 2 und 3 wiedergegeben sind.

Diese Luftreifen wurden der gleichen Rollprüfung wie in Beispiel 1 unterworfen.· ■

Die Reifen der ersten Reihe hielten nicht mehr als 7200 km stand.

Die Reifen der zweiten Reihe hielten bis. 176OO km stand (davon ΙΟΛΟΟ km bei einer Überbelastung von 75 #)·

Die Reifen der dritten Reihe hielten bis 24600 km stand (davon 17^00 km bei einer Überbelastung von 75 %).

Die vorstehenden Beispiele zeigen insbesondere, daß es durch Ändern des Aufbaus der Wulste von Luftreifen großer Abmessungen, die durch Karkassen aus Schnüren aus Reyon bzw. Kunstseide,- synthetischen Textilien oder Glasfasern verstärkt sind, möglich ist, die Roll- bzw. Laufdauer dieser Luftreifen auf der Prüfmaschine beträchtlich zu erhöhen, selbst wenn sie stark überbelastet werden, .

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Claims (5)

- ίο - Patentansprüche

1. Luftreifen großer Abmessungen* insbesondere für Lastkraftwagen und andere schwere Fahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß er durch eine radiale oder übliche Karkasse verstärkt ist, die von aus Reyon, hochmolekularen sy.nthe ti sehen Polymerisaten oder Glasfasern bestehenden Schnüren (1) gebildet ist, welche in dem Wulst um einen einzige Wulstring (5) als offene Umfaltungen (la) derart umgelegt

φ sind, daß der umgelegte Teil (la) der Schnüre einer Richtung folgt, die im wesentlichen parallel zur Richtung der ihnen gegenüberliegenden Schnüre verläuft, und daß der Wulst über dem Wulstring (3) durch einen zugespitzten Kern (6) aus Kautschuk mit einer Shore-Härte über 80, der sich beträchtlich über das Niveau des Randes der Felge (5) erstreckt, und durch einen weiteren Kern (7) aus . Kautschuk mit einer Shore-Härte von etwa 55 bis βθ versteift 1st.

2. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zugespitzte Kern (6) aus Kautschuk mit einer Shore-Härte über 80 aus zwei Teilen (6a, 6b) besteht, deren Trennlinie etwa auf dem Niveau des Randes der Felge (5) liegt.

3. Luftreifen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des umgelegten Teiles (la) der Schnüre (1), der die offene Umfaltung bildet, so klein wie möglich ist.

4. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 3·, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des umgelegten Teiles (la) der Schnüre (1) etwas nach außen abgelenkt ist.

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5. Luftreifen nach einem der AnsprUohe i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende das umgelegten Teiles (la) der Schnüre (1) in den Kern (7) aus Kautschuk mit einer Shore-Härte von etwa 55 bis 60 eingebettet ist.

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