DE2228219C3

DE2228219C3 - Fahrzeugluftreifen für Erdbewegungsmaschinen mit Radialkarkasse und Verstärkungseinlage

Info

Publication number: DE2228219C3
Application number: DE2228219A
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Current assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Priority date: 1971-06-15
Filing date: 1972-06-09
Publication date: 1984-04-12
Also published as: ZA724134B; IT960415B; IE36496B1; GB1396725A; DE2228219A1; FR2141557B1; SE393565B; ES403916A1; BE784305A; IE36496L; FI50223B; NL7207648A; LU65502A1; DE2228219B2; JPS5216601B1; NL147081B; CH554757A; CA960557A; BR7203821D0; FI50223C

Description

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugluftreifen für Erdbewegungsmaschinen mit einem breiten Laufstreifen, einer Radialkarkasse aus von Wulst zu Wulst durchlaufenden Fäden oder Drähten und einer radial außerhalb davon zwischen Karkasse und Lauffläche angeordneten Verstärkungseinlage aus mindestens zwei Lagen verschieden orientierter Fäden oder Drähte, wobei der Laufstreifen und die Verstärkungseinlage eine geringe Querkrümmung aufweisen.

Bei einem solchen Reifen, wie ihn die BE-PS 6 84 326 offenbart, versucht die Karkasse unter der Wirkung des Aufblasdruckes im Scheitelbereich ein verhältnismäßig stark gekrümmtes Querschnittsprofil anzunehmen.

Dieses Querschnittsprofil ändert sich darüberhinaus in sehr starkem Maße beim Umlaufen des Reifens, da es in der Zone der Zusammendrückung auf dem Boden der stärksten Verformung unterliegt. Außerdem ist das Querschnittsprofil der Karkasse in der dem Scheitel benachbarten Zone den größten Krümmungsänderungen unterworfen.

Demgegenüber behält die im Scheitelbereich angeordnete Verstärkungseinlage auch unter dem Einfluß

ίο des Aufblasdruckes ein praktisch ebenes Querschnittsprofil bei, das sich auch im Auflagebereich des Reifens auf dem Boden nur sehr wenig ändert. Durch diese Unterschiede in der Einstellung der Verstärkungseinlage gegenüber der Karkasse unter der Wirkung des Aufblasdruckes ergeben sich Beanspruchungen, die die Reifenlebensdauer bei den rauhen Betriebsbedingungen, denen solche Reifen für Erdbewegungsmaschinen unterworfen sind, nachhaltig beeinträchtigen.
Zur Koppelung der Karkasse mit der im Scheitelbereich angeordneten Verstärkungseinlage wird normalerweise eine Gummischicht zwischengeschaltet, deren Stärke in der Nähe der Reifenmittelebene gering ist und nach den Enden der Verstärkungseinlage hin nach und nach zunimmt Diese keilförmigen Gummischichten gleichen zwar den Unterschied zwischen den Krümmungen der beiden Einlagen aus und absorbieren Krümmungsänderuneen der Karkasse beim Lauf des Reifens, haben aber den Nachteil, daß insbesondere Großreifen, wie sie für Erdbewegungsmaschinen in Betracht kommen, im Schulterbereich, d.h. gerade in der Zone, die am meisten arbeitet, eine übermäßige Dicke erhalten. In dem Maße, in dem der Krümmungsunterschied zwischen der Verstärkungseinlage und der Karkasse ausgeglichen wird, müssen nämlich entsprechend dicke Gummikeile vorgesehen werden, die eine Wärmestauung begünstigen.

Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Reifenausbildung besteht darin, daß die Karkasse für den Reifen schädliche Beanspruchungen erzeugt, sobald das durch die Heizform gegebene Profil nicht mehr genau dem Gleichgewichtsprofil entspricht. So kann insbesondere der Außenmantel des Reifens auf Zug beansprucht werden, wodurch Brüche und Risse in den Profilausnehmungen und im Schulterbereich begünstigt werden.

Außerdem kann der Innenmantel des Reifens durch die Fäden der Karkasse eingeschnitten werden.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Luftreifens der eingangs beschriebenen Art für Erdbewegungsmaschinen, bei dem die genannten Nachteile beseitigt sind und zwar durch eine Korrektur der Krümmung des Querschnittsprofils der Karkasse, derart, daß die Querschnittsprofile der Karkasse und der im Scheitelbereich angeordneten Verstärkungseinlage zur Erleichterung ihrer Kopplung einander genähert werden.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß innerhalb der Karkasse jeweils zumindest eine sich vom Bereich innerhalb der Ränder der Verstärkungseinlage bis außerhalb der Ränder der Verstärkungseinlage erstreckende Hilfslage angeordnet ist, deren Fäden mit denen der Karkasse einen Winkel von höchstens 30° bilden und eine Bruchdehnung über 6% aufweisen.

Durch die Anordnung der Hilfslage innerhalb der Karkasse wird das Karkassenprofil in Richtung auf die Verstärkungseinlage angehoben und so eine Verlagerung zum Reifeninneren hin verhindert. Durch die Annäherung der Querschnittsprofile der Karkasse und der Verstärkungseinlage wird ein besserer Zusammen-

halt erzielt und außerdem werden die die Bewehrungen verbindenden Gummikeile in ihrer Stärke wesentlich "ermindert, so daß sich neben beträchtlichen Gewichtseinsparungen auch eine größere Reifenfestigkeit einstellt Zusätzlich bewirken die die Karkasse innen überdeckenden Hilfslagen auch eine geringere Dehnung des Außenmantels im Schulterbereich, während sie gleichzeitig ein Einschneiden der Karkasse in den Innenmantel des Reifens unterbinden.

Zwar ist es durch die CH-PS 5 02 197 und die FR-PS 12 31 111 an sich schon bekannt, innerhalb der Karkasse eine Hilfslage anzuordnen, jedoch nicht, um die Karkasse im Schulterbereich an die Verstärkungseinlage anzunähern und die eingangs genannten Nachteile zu beseitigen, sondern um die Seitenwandbereiche des Reifens zu verstärken. Dies wird dadurch deutlich, daß der Reifen nach der FR-PS 12 31 111 eine Kreuzkarkasse und keine Verstärkungseinlage und dadurch von vornherein eine Lauffläche mit starker Querkrümmung hat, während bei den Reifengestaltungen nach der CH-PS 5 02 197 zwischen Karkasse und Verstärkungseinlage in den Schulterbereichen ggf. nach wie vor sehr starke Gummikeile verbleiben, die die eingangs genannten Nachteile mit sich bringen, und Hilfslagen innerhalb der Karkasse nur bei im Scheitelbereich unterbrochener Karkasse vorgesehen sind.

Die erfindungsgemäß erzielbaren Vorteile werden auch nicht durch die Anordnung von Hilfslagen zwischen der Karkasse und der Verstärkungseinlage in einer Zone innerhalb der Ränder der Verstärkungseinlage bis außerhalb der Ränder der Verstärkungseinlage des Scheitelbereichs erreicht, wie dies die DE-OS 19 60 943 deutlich werden läßt. Hierbei hat es sich sogar offensichtlich als notwendig erwiesen, bei Laufflächen mit geringer Querkrümmung zwischen Hilfslagen und Verstärkungseinlage besondere Keile vorzusehen, die aus mit Fasern verstärktem Gummimaterial bestehen. Bei einer anderen, durch die FR-PS 14 35 804 bekannten Ausbildung mit außerhalb der Karkasse angeordneten Hilfslagen weist demgegenüber die Lauffläche zusammen mit der Verstärkungseinlage eine verhältnismäßig starke Querkrümmung auf, die bei dem erfindungsgemäßen Reifen vermieden werden soll, abgesehen davon, daß die Fäden der Hilfslagen auch einen größeren Winkel zu denen der Karkasse bilden.

Aber auch durch die Winkelanordnung der Fäden der und ggf. zusätzlicher Lagen der Verstärkungseinlage gegenüber der Radialkarkasse, wie sie beispielsweise durch Ausbildungen gemäß der FR-PS 14 07 685, der FR-PS 15 68 310 und der DE-AS 12 53 085 bekannt sind, lassen sich die erfindungsgemäß erreichten Vorteile nicht erzielen, da diese für sich gesehen die unterschiedliche Anordnung und Verhaltensweise von Karkasse und Verstärkungseinlage, wie sie bei Großrtifen mit ebener Lauffläche normalerweise gegeben ist, ebenfalls nicht ausgleichen können.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar, und zwar zeigt F i g. 1 einen Radialschnitt durch einen Reifen,

F i g. 2 einen abgewickelten Grundriß des in F i g. 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, dk· innen nicht durch Hilfslagen überdeckt ist

F i g. 1 zeigt den Radialschnitt durch einen Luftreifen 1 gemäß der Erfindung mit den Abmessungen 333 x 33. Es handelt sich also um einen Riesenluftreifen für Baufahrzeuge, Erdbewegungsmasriiinen und dgL, der etwa 900 kg wiegt

Der Reifen hat einen sehr breiten Laufstreifen 2 gemäß der BE-PS 6 84 326 mit seitlichen vorspringenden Teilen 3. Die Seitenwände 4 des Rtifens enden in Wulsten 5.

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

Die Verstärkungseinlage setzt sich zusammen aus:

zwei schmalen Lagen 10 aus Metalldrähten, die zur Umfangsrichtung nach links unter einem Winkel von 65° verlaufen,

einer breiten Lage 11 aus Metalldrähten, die in der Mitte der Lage schräg unter einem Winkel von 24° nach links verlaufen,

einer etwas weniger breiten Lage 1? aus Metalldrähten, deren Verlauf unter einem Winkel von 24° nach rechts gerichtet ist und

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

Die Karkasse 6 ist durch zwei Hilfslagen 16 und 17 aus Polyamidfäden verstärkt die sich ungefähr mit gleicher Breite beiderseits der Enden IM und llß der Verstärkungseinlage erstrecken. Die Gesamtbreite der Hilfslagen 16 und 17 entspricht jeweils etwa der halben Breite der Lage 11. Die Hilfslagen 16 und 17 befinden sich unterhalb der Karkasse 6. Die Polyamidfäden, aus denen die Hilfslagen bestehen, werden von zwei Zwirnen mit dem Titer von 1880 decitex gebildet. Unter einer Belastung von einem Viertel der Bruchlast dehnen sie sich um 8%. Die Dichte der Hilfslagen ergibt sich aus 120 Fäden je 10 cm der Lagenbreite.

Wie aus Fig.2 ersichtlich, verlaufen die Fäden der Hilfslagen 16 und 17 gegenüber den radialen Drähten der Karkasse 6 unter einem Winkel von 15° und somit gegenüber der Umfangsrichtung unter einem Winkel von 75°.

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

Wie ersichtlich, ist das Querschnittsprofil I einer 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 rechtwinklig zur Reifenachse verlaufenden, die Seitenwäncle des Reifens tangierenden Ebenen Pan. Außerdem tangiert das Querschnittsprofil I die Ebene P längs eines Parallelkreises E\ von größerem Durchmesser als ihn der Parallelkreis E» hat, auf dem das übliche Querschnittsprofil II die Ebene P tangiert.

Fig. 3 läßt klar erkennen, daß umso mehr an Gummimasse eingespart wird, je mehr sich das Querschnittsprofil der Karkasse dem Außenprofil des Reifens annähert. 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 χ 33 beträgt die eingesparte Gummimasse 72 kg, d. h. also, etwa 8% des Reifengewichts. 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 verlängerten Laufstreifen hat, wie dieser aus F i g. 1 ersichtlich ist

Die Hilfslagen 16 und 17 aus elastischen Fäden 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 der Verstärkungseinlage, die nahezu zylindrisch ist, zu entfernen. Wenn die Karkasse innen überlagert wird, um sie dadurch zu versteifen, indem man sich elastischer Fäden bedient, die gegenüber denjenigen der Karkasse nur wenig schräg verlaufen, so erfährt die Nachgiebigkeit des Luftreifens kaum eine Änderung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Fahrzeugluftreifen für Erdbewegungsmaschinen mit einem breiten Laufstreifen, einer Radialkarkasse aus von Wulst zu Wulst durchlaufenden Fäden oder Drähten und einer radial außerhalb davon zwischen Karkasse und Lauffläche angeordneten Verstärkungseinlage aus mindestens zwei Lagen verschieden orientierter Fäden oder Drähte, wobei der Laufstreifen und die Verstärkungseinlage eine geringe Querkrümmung aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Karkasse (6) jeweils zumindest eine sich vom Bereich innerhalb der Ränder (UA und WB) der Verstärkungseinlage bis außerhalb der Ränder der Verstärkungseinlage erstreckende Hilfslagc (16 und/oder 17) angeordnet ist, deren Fäden mit denen der Karkasse einen Winkel von höchstens 30° bilden und eine Bruchdehnung über 6% aufweisen.

2. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf jeder Reifenseite zwei Hilfslagen (16 und 17) aus sich lagenweise kreuzenden Fäden angeordnet sind.

3. Luftreifen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden der Hilfslagen (16, 17) mit denen der Karkasse (6) einen Winkel von 10° bis 20° einschließen.

4. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfslagen (16,17) sich beiderseits jedes der Ränder der Verstärkungseinlage im wesentlichen über die gleiche Breite erstrecken und ein Breitenunterschied nicht über 20% hinausgeht.

5. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfslagen (16,17) etwa die halbe Breite der breitesten Scheitellage haben und ein Unterschied nicht über 20% hinausgeht.

6. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden der Hilfslagen (16,17) aus Kunstfasern, insbesondere aus Polyamid bestehen.

7. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Karkasse ein im wesentlichen rechteckiges Querschnittsprofil hat, dessen Mittelteil durch die Verstärkungseinlage 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 Mittelteils und der Seitenteile kurz und stark gebogen ist.