DE2228219A1

DE2228219A1 - Luftreifen

Info

Publication number: DE2228219A1
Application number: DE19722228219
Authority: DE
Inventors: auf Nichtnennung P Antrag
Original assignee: Michelin & Cie , (Compagnie Generale des Ets Michelin), Clermont Ferrand (Frankreich)
Priority date: 1971-06-15
Filing date: 1972-06-09
Publication date: 1972-12-21
Also published as: GB1396725A; FR2141557A1; NL7207648A; DE2228219C3; BE784305A; IE36496L; CH554757A; FI50223C; US3789900A; ES403916A1; NL147081B; FR2141557B1; CA960557A; SE393565B; FI50223B; JPS5216601B1; IE36496B1; DE2228219B2; ZA724134B; IT960415B

Description

Unser Zeichen: M 1267

Luftreifen

Die Erfindung hat Verbesserungen an Luftreifen mit radialer Karkasse zum Gegenstand und zwar beziehen sich diese Verbesserungen insbesondere auf die Struktur des Überganges von dem Scheitel zu den Seitenwänden des Reifens.

Bekanntlich hat ein Luftreifen mit radialer Karkasse eine doppelte Bewehrung» nämlich eine Scheitelbewehrung, welche den Laufstreifen verstärkt und eine Karkassenbewehrung, die der Verstärkung der Seitenwände dient und diese mit dem Scheitel verbindet. Die nachgiebige und verformbare Karkassenbewehrung besteht aus Fäden, Drähten oder Kabeln, die in Radialebenen des Reifens verlaufen. Die Scheitelbewehrung ist dagegen steif

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und wenig verformbar und sie besteht aus übereinander angeordneten Lagen von zweckmäßig metallischen Kabeln, die zwei, vorzugsweise drei,verschiedene Richtungen haben.

Die Koppelung dieser unähnlichen Bewehrungen stellt ein schwieriges Problem dar. Die Schwierigkeit liegt in dem großen Unterschied der 3?orm und der Verformbarkeit ihrer Querschnittsprofile.

Die Scheitelbewehrung nimmt unter dem Einfluß des Aufblasdruckes ein wenig gekrümmtes, praktisch ebenes Querschnittsprofil an. Dieses Profil ändert sich wenig, wenn der betreffende Querschnitt in die Auflagefläche des Reifens auf der Straße eintritt. Der Schrägverlauf der Kabel der Scheitelbewehrung wird so gewählt, daß man ein wenig gekrümmtes Querschnitt sprofil erhält, damit der !aufstreifen und die Scheitelbewehrung auf dem Boden mit geringster Verwindung abrollen.

Anders liegen die Dinge bei der Karkassenbewehrung. Diese hat die Neigung, unter der Wirkung des Aufblasdruckes im Scheitelbereich ein verhältnismäßig stark gekrümmtes Querschnittsprofil anzunehmen. Außerdem ändert sich dieses Querschnittsprofil sehr viel, wenn der betreffende Querschnitt um die Drehachse des Reifens umläuft. In der Zone der Zusammendrückung des Reifens auf dem Boden unterliegt nämlich die Karkasse der stärksten Verformung. Außerdem ist das Querschnitts-

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profil der Karkasse in der dem Scheitel "benachbarten Zone den gröSten Krümmungsänderungen unterworfen.

Um die Scheiterbewehrung und die KJarkassenbewehrung miteinander zu koppeln, wird zwischen diesen eine Gummischicht angeordnet, deren Stärke in der Nähe der Mittelebene des Reifens gering oder null ist und nach den Enden der Scheiterbewehrung hin nach und nach zunimmt. Diese Gummikeile haben die Aufgabe, den Unterschied zwischen den Krümmungen der beiden Bewehrungen auszugleichen und Krümmungsänderungen der Karkasse beim Lauf des Reifens zu absorbieren. Die Gummikeile bilden also eine elastische Verbindung, welche die Zusammenarbeit zweier vollständig unähnlicher Bewehrungsarten mit verschiedenen Punktionen gestattet.

Es ist nun aber verständlich, daß ein solcher Aufbau des Reifens gewisse Mangel aufweist.

Der erste und hauptsächlichste Mangel besteht darin, daß der Reifen im Schulterbereich und im Bereich der Enden der Scheitelbewehrung, d. h. gerade in einer Zone die am meisten arbeitet, eine übermäßige Stärke hat. In dem Maße, indem man den Krümmungsunterschied zwischen der Scheitelbewehrung und der Karkassenbewehrung auszugleichen trachtet, ist man nämlich gezwungen, entsprechend dicke Gummikeile vorzusehen, die die Wärmestauung begünstigen. Wird dagegen der

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Krümmungsunterschied nicht vollständig ausgeglichen, so werden wohl die Gummikeile weniger stark aber dafür erhöhen sich die Beanspruchungen.

Dieser Mangel tritt besonders dann in Erscheinung, wenn es sich um Reifen mit einem breiten Laufstreifen handelt, der auch den Schulterbereich, d. h. den Übergang von dem Scheitel zu den Seitenwänden, überdeckt.

Ein zweiter Mangel ist darin zu erblicken, daß die Karkassenbewehrung dem Reifen schädliche Beanspruchungen erzeugt, wenn das durch die Form gegebene Profil nicht genau dem Gleichgewichtsprofil entspricht. So kann insbesondere die äußere Bekleidung des Reifens auf Zug beansprucht werden, was das Auftreten von Brüchen und Rissen in den Ausnehmungen der Profilierung im Schulterbereich begünstigt. Außerdem kann die innere Bekleidung des Reifens häufig durch die Karkassenkabel eingeschnitten werden.

Die Erfindung hat die Aufgabe, diesen Mangeln abzuhelfen, und zwar durch eine Korrektur der Krümmung des Querschnittsprofils der Karkasse, derart, daß die Querschnittsprofile der Karkassenbewehrung und der Scheitelbewehrung einander genähert werden und ihre Koppelung erleichtert wird.

Der Luftreifen gemäß der Erfindung hat eine aus radialen Fäden, Drähten oder Kabeln bestehende Kar-

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kasse und eine den Laufstreifen verstärkende Scheitel·- bewehrung von wenig gewölbtem Querschnitt, die die Karkasse auf der Außenseite überdeckt. Dabei kennzeichnet sich der Luftreifen dadurch, daß auf der Innenseite der Karkasse wenigstens eine Lage von elastischen Fäden, Drähten oder Kabeln angeordnet ist, die mit den radialen Fäden, Drähten oder Kabeln der Karkasse einen Winkel von höchstens 30° einschließen, wobei diese Lage sich beiderseits jedes Randes der Scheitelbewehrung erstreckt.

Unter elastischen Kabeln im Sinne der Erfindung sind solche zu verstehen, deren Bruchdehnung größer als 6 io ist.

Der Reifen gemäß der Erfindung weist fernerhin zweckmäßig noch folgende Merkmale auf:

a) auf jeder Seite des Reifens sind auf der Innenseite der Karkasse zwei Lagen aus elastischen Fäden, Drähten oderKabeln vorgesehen, die sich lagenweise kreuzen,

b) die elastische Fäden, Drähte oder Kabel schließen mit den radialen Fäden, Drähten oder Kabeln der Karkasse einen Winkel von 10° bis 20° ein,

c) die elastischen Fäden, Drähte oder Kabel sind

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gegenüber den Fäden, Drähten oder Kabeln der Karkasse symmetrisch angeordnet,

d) die auf der Innenseite der Karkasse angeordneten Lagen erstrecken sich auf jeder Seite eines Scheitelbewehrungsrandes im wesentlichen über gleiche Breiten, doch der Breitenunterschied geht nicht über 20 $ hinaus,

e) die gesamte Breite jeder die Karkasse auf der Innenseite überdeckenden Lage ist im wesentlichen gleich der halben Breite der breitesten Scheitelbewehrungslage, wobei ein Unterschied nicht über 20 $ hinausgeht,

f) die elastischen Kabel bestehen aus synthetischen Pasern, beispielsweise aus Polyamid.

Gemäß der Erfindung ist es wesentlich, daß die Karkasse auf ihrer Innenseite verstärkt und überdeckt ist. Es handelt sich nämlich darum, das Karkassenprofil in Richtung auf die Scheitelbewehrung anzuheben, und so eine Verlagerung dieses Profils nach dem Reifeninnnern hin zu verhindern. Die Karkasse befindet sich somit zwischen der Scheitelbewehrung und der zusätzlichen Bewehrung gemäß der Erfindung.

Wesentlich ist fernerhin, daß sich die zusätzliche

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Verstärkung beiderseits der Enden der Scheiterbewehrung erstreckt. Es hat sich nämlich als vorteilhaft erwiesen, nicht nur das Querschnittsprofil der Karkasse in Richtung auf den Laufstreifen anzuheben, sondern das Profil außerdem in Richtung auf die Außenseiten der Seitenwände zu verbreitern.

Schließlich ist es wesentlich, elastische Kabel zu verwenden, die mit den Kabeln der Karkasse einen kleinen Winkel einschließen, damit die Nachgiebigkeit der S_eitenwände nicht übermäßig und in unerwünschter Weise vermindert wird. Andererseits machen Kabel, welche gegenüber den Karkassenkabeln sehr schräg verlaufen, die Bombierung der Karkasse schwierig.

Die beschriebene Surukturierung bewirkt das Anheben des Querschnittsprofils des Scheitels der Karkasse. Dieses Profil hat eine rechtecksähnlichere Gestalt äLs bei Fortfall der inneren Verstärkung, ohne daß das Profil der unteren Zone der Karkasse wesentlich verändert ist. Im übrigen ist der Seitenwandbereich größter Breite dem Scheitel angenähert und die Spannung der Karkassenfäden, -drähte oder -kabel ist somit verringert.

Dadurch, daß die Querschnittsprofile der Karkasse und der Scheitelbewehrung weniger unterschiedlich sind, wird zwischen den beiden Bewehrungen ein besserer Zusammenhalt erzielt. Außerdem ergibt sich eine Verminderung der Stärke der Gummikeile, welche die elastische Verbindung zwischen den beiden Bewehrungen darstellen. Man erhält auf diese Weise nicht nur eine

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beträchtliche Gewichtseinsparung, sondern auch eine größere Festigkeit des Reifens. Zusätzlich bewirkt die Hilfsbewehrung, welche die Karkasse innen überdeckt, eine geringere Dehnung der Außenbekleidung des Schulterbereiches und das Einschneiden der Innenbekleidung durch die Karkassenkabel wird vermieden.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, und zwar sind:

Fig. 1 ein Radialschnit durch einen Reifen gemäß der Erfindung,

Fig. 2 ein abgewickelter Grundriß des in Fig. 1 eingekreisten Abschnittes der Bewehrung des Reifens und

Fig. 3 eine vergleichende Darstellung, die in vollen Linien das Querschnittsprofil der Reifenkarkasse nach Fig. 1 und gestrichelt das Querschnittsprofil einer Karkasse wiedergibt, die innen nicht überdeckt ist.

Fig. 1 zeigt den Radialschnitt durch einen Luftreifen gemäß der Erfindung mit den Abmessungen 33,5 x 35. Es handelt sich also um einen Riesenluftreifen für Baufahrzeuge, Erdbewegungsmaschinen und dgl.,der etwa 900 kg wiegt. Die Erfindung ist allerdings in

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ihrer Anwendung weder auf diese Abmessungen noch auf diese Art von Reifen beschränkt.

Der Reifen hat einen sehr breiten !aufstreifen 2 gemäß der französischen Patentschrift 1 452 787 mit seitlichen vorspringenden Teilen 5. Die Seitenwände 4 des Reifens enden in Wulsten 5.

Die Bewehrung des Reifens setzt sich aus der Karkassenbewehrung 6 und einer Scheitelbewehrung zusammen. Die Karkassenbewehrung 6 besteht aus radialen Metallkabeln, die durch Herumschlagen um die beiden Wulstkerne 7 auf diesen verankert sind. Die zurückgeschlagenen Karkassenteile reichen bis etwa zur halben Seitenwandhöhe.

Die Scheitelbewehrung setzt sich zusammen aus:

zwei schmalen lagen 10 aus Metallkabeln, die zur Umfangsrichtung nach links unter einem Winkel von

65° verlaufen,

einer breiten lage 11 aus Metallkabeln, die in der

Mitte der Lage schräg unter einem Winkel von 24° nach links verlaufen,

einer etwas weniger breiten lage 12 aus Metallkabeln,

deren Verlauf unter einem Winkel von 24° nach rechts gerichtet ist und

zwei lagen 13 und 14 aus elastischen Metallkabeln, die nach links bzw. nach rechts unter einem Winkel von 24° verlaufen.

Gemäß der Erfindung ist die Karkasse 6 durch zwei lagen

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16 und 17 aus Polyamidlitzen verstärkt, die sich ungefähr mit gleicher Breite beiderseits der Enden 11 A und 11 E der lage 11 erstreckt. Die Gesamtbreite der Lagen 16 und 17 entspricht etwa der halben Breite der Lage 11. Gemäß der Erfindung befinden sich die Lagen 16 und 17 unterhalb der Karkasse 6. Die Polyamidlitzen, aus denen die Lagen bestehen, werden von zwei Fäden mit dem Titer von 1880 decitex gebildet. Unter einer Belastung von einem Viertel der Bruchlast dehnen sie sich um 8 96, Die Dichte der Lagen ergibt sich aus 120 Litzen je cm der Lagenbreite.

Wie aus Pig. 2 ersichtlich, verlaufen die Litzen der Lagen 16 und 17 gegenüber den radialen Kabeln der Karkasse 6 unter einem Winkel von 15° und somit gegenüber der Umfangsrichtung unter einem Winkel von 75°. " ."

Fig. 3 zeigt in Übereinanderlagerung das Querschnittsprofil I der Karkasse eines Luftreifens nach Fig. 1 und das Querschnittsprofil II eines gleichen Luft-.reifens, bei dem jedoch die Lagen 16 und 17 fehlen.

Wie ersichtlich, ist das Querschnittsprofil I einer gemäß der Erfindung gleichzeitig auf der Außenseite und auf der Innenseite überlagerten Karkasse weit rechtecksähnlicher. Das Profil nähert sich also mehr sowohl dem die Karkasse längs der Mittellinie S des Scheitels umgebenden Zylinder C als auch den recht-

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winklig zur Reifenachse verlaufenden, die Seitenwände des Reifens tangierenden Ebenen P an. Außerdem tangiert das Querschnittsprofil I die Ebene P längs eines Parallelkreises E₁ von größerem Durchmesser als ihn der Parallelkreis E₁₁ hat, auf dem das übliche Querschnittsprofil II die Ebene P tangiert.

Fig. 3 läßt den Wert der Erfindung klar erkennen. Je mehr sich nämlich das Querschnittsprofil der Karkasse dem Außenprofil des Reifens annähert, um so mehr wird an Gummimasse eingespart. Diese eingesparte Gummimasse entspricht der sich aus dem Unterschied der Profile I und II ergebenden schraffierten Fläche in Fig. 3. Im Falle eines Luftreifens der Abmessung 33,5 x 33 beträgt die eingesparte Gummimasse 72 kg, d. h. also ,etwa 8 $> des Reifensgewichtes, Außerdem ist die Stärke des Reifens, dort wo sie im allgemeinen am größten ist und wo beim Lauf die unerwünschte Erhitzung auftritt, vermindert. Dieser letztere Vorteil ist besonders bei einem Reifen ausgeprägt, der einen breiten sich über die Seitenwände hinaus verlängernden Lauf streif en hat, wie ja aus Fig. 1 ersichtlich ist.

Die Lagen 16.und 17 aus elastischen Kabeln bewirken also eine wesentliche, durchaus unerwartete Änderung der Gestalt des Luftreifens und sie korrigieren auf einfache und wirksame Weise die Neigung einer Radialkarkasse, sich von einer Scheitelbewehrung, die nahezu zylindrisch ist, zu entfernen. Wenn die Karkasse innen überlagert wird, um sie dadurch zu ver-

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steifen, indem man sich elastischer Kabel bedient, die gegenüber denjenigen der Karkasse nur wenig schräg verlaufen, so erfährt die Nachgiebigkeit des Luftreifens kaum eine Änderung.

Es versteht sich, daß das beschriebene Ausführungsbeispiel verschiedene Abänderungen erfahren kann, ohne daß dabei der Rahmen der Erfindung verlassen wird. Wesentlich ist, daß die Karkasse innen überlagert ist, und zwar jeweils in beiden Richtungen über die Enden der Scheitelbewehrung hinaus, ohne daß dadurch die Nachgiebigkeit des Reifens eine Beeinträchtigung erfährt.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

1, Luftreifen mit einer durchlaufenden Karkasse aus —"radialen Fäden, Drähten oder Kabeln und einer den Laufstreifen verstärkenden Scheitelbewehrung von wenig gewölbtem Querschnitt, die die Karkasse auf der Außenseite überdeckt, dadurch.gekennzeichnet, daß auf der Innenseite der Karkasse wenigstens eine Lage von elastischen Fäden, Drähten oder Kabeln angeordnet ist, die mit den radialen Fäden, Drähten oder Kabeln der Karkasse einen Winkel von höchstens 30° einschließen, wobei diese Lage sich beiderseits jedes Randes der Scheitelbewehrung erstreckt.
2. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf jeder Seite des Reifens zwei Lagen aus elastischen Fäden, Drähten oder Kabeln, die sich lagenweise kreuzen, auf der Innenseite der Karkasse angeordnet sind.

3. Luftreifen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der Innenseite der Karkasse angeordneten elastischen Fäden, Drähte oder Kabel mit den radialen Fäden, Drähten oder Kabeln der Karkasse einen Winkel von 10° bis 20° einschließen.

4. Luftreifen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagen aus elastischen Fäden, Drähten oder Kabeln sich beiderseits jedes der

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Ränder der Scheitelbewehrung im wesentlichen über die gleiche Breite erstrecken.

5. luftreifen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagen aus elastischen Fäden, Drähten oder Kabeln etwa die halbe Breite der breitesten Scheitellage haben.

6. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, laß die elastischen Zabel aus Kunstfasern insbesondere aus Polyamid bestehen.

7. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Karkasse ein im wesentlichen rechteckiges Querschnittsprofil hat, dessen Mittelteil durch die Scheitelbewehrung überlagert ist und sich wenig von dieser entfernt und dessen Seitenteile etwa parallel zur Mittelebene verlaufen und ebenfalls wenig gewölbt sind, wobei die Verbindung des Mittelteiles und der Seitenteile kurz und stark gebogen ist.

8. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Laufstreifens etwa derjenigen der Karkasse entspricht und der Abstand der Lauffläche von der Karkasse überall im wesentlichen konstant ist.

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