DE2311559A1 - Luftreifen - Google Patents

Description

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558-20.3O2P(20.

8. März 1973

MICHELIN & CIE

(Compagnie Generale des Etablissements MICHELIN) Clermont-Ferrand (Frankreich)

Luftreifen

Die Erfindung bezieht sich auf einen Luftreifen,' der in jedem Wulst einen einzigen Kern enthält, welcher gegebenenfalls mit Kreisquerschnitt verkabelt sein kann, ferner mit einer kleinen Anzahl - gegebenenfalls nur einer einzigen - Karkassen-Verstärkungslagen aus Radialseilen versehen ist, die um den Wulstkern herumgeschlagen sind und mit einer Versteifungseinlage aus außerhalb der Karkasse angeordneten Stahlseilen.

Die durch die Erfindung erreichte Verbesserung betrifft Luftreifen, insbesondere die Versteifung der Luftreifenwülste der Radialbauart, die für Lastfahrzeuge benutzt werden.

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Die Bewehrung oder Versteifung eines Radialluftreifens für Lastfahrzeuge setzt sich üblicherweise aus drei Elementen zusammen: der Karkasse, dem Wulstkern und der Versteifungseinlage. Normalerweise haben diese drei Elemente die folgenden Besonderheiten;

a) Die Karkasse setzt sich aus einer oder mehreren Lagen von Seilen zusammen, die in Radialebenen des Luftreifens angeordnet sind, den Kern umfassen und in den Wülsten über das Niveau der Felgenränder nach oben ragen. Diese Seile können aus Stahl oder aus Textilfasern sein. Im letzteren Fall ist es im allgemeinen zweckmäßig, zur Erzielung einer genügenden Festigkeit mehrere Lagen zu verwenden;

b) Es ist im allgemeinen nur ein Wulstkern vorhanden, wenn die Anzahl der Lagen der Karkasse nicht über einige Einheiten hinausgeht. Der Kern kann entweder ein verkabelter Kern mit Kreisquerschnitt sein, der aus in Schraubenlinien aufgewundenen Stahldrähten besteht, oder er ist ein Kern, der "Paketkern" genannt wird und aus einem Bündel von nebeneinander angeordneten Stahlseilen besteht, das einen polygonalen Querschnitt aufweist, oder er kann ein Kern sein, der durch Aufwickeln eines Bandes gebildet ist. Die verkabelten Kerne, die wesentlich widerstandsfähiger und viel biegsamer sind, werden bevorzugt, wenn die Basis des Wulstes und der Wulstsitz auf der Felge zylindrische Form haben oder nur schwach konisch sind. Sie werden aber nicht benutzt, wenn die Basis des Wulstes und der Wulstsitz auf der Felge eine stark konische Gestalt haben und beispielsweise unter einem Winkel von 15 ode Reifens oder des Rades geneigt sind;

weise unter einem Winkel von 15 oder mehr zur Achse des

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c) Die Versteifungslage besteht aus einer Lage von Stahlseilen, die unter einem Winkel von 15 - 30° zur Umfangsrichtung verlaufen. Diese Einlage ist längs der Basis und der äußeren Wand des Wulstes angeordnet und steigt von dort über das Ende der Karkasse. Diese Versteifungseinlage gibt dem Wulst eine genügende Steifigkeit, um eine Reibung des Wulstes auf der Felge zu vermeiden.

Die Bewehrung oder Verstärkung des Wulstes, wie sie soeben beschrieben ist, läßt mehrere unterschiedliche Wünsche übrig.

Eine erste Unzuträglichkeit betrifft die Verwendung eines verkabelten Kerns für den Fall von Wulsten mit stark konischer Basis, die dazu bestimmt sind, auf den Wulstsitzen der Felge, die ebenfalls stark konisch sind, festgeklemmt zu werden. Die geflochtenen Kerne ergeben bei einem gleichen Metallmengenaufwand eine höhere Festigkeit. Sie sind also grundsätzlich wirtschaftlich und technisch vorzuziehen. Sie haben jedoch nicht die erforderliche Steifigkeit, um den Wulst auf seinem Sitz festzuhalten. Eine Lösung für das Vermeiden dieser Unzuträglichkext wurde bereits in der franz. Patentschrift 2 082 k8k der Anmelderin vorgeschlagen. Diese Lösung besteht darin, einen zusammengesetzten Kern zu verwenden, der aus drei verkabelten Einzelkernen besteht, die sich jeweils paarweise berühren. Wie man leicht versteht, wäre indessen eine Lösung, die es möglich macht, einen einzigen verkabelten Kern zu verwenden, wirtschaftlich vorzuziehen.

Ein zweiter Nachteil ist das ungenügende Festlegen der Karkasse gegenüber dem Kern. Die zu große Beweglichkeit der

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Karkasse und insbesondere ihres umgeschlagenen Abschnitts ist die Ursache einer geringeren Widerstandsfähigkeit, als sie an sich wünschenswert wäre. Tatsächlich werden zahlreiche Luftreifen für Lastwagen unbrauchbar durch Beschädigen in ihrer unteren Zone, d, h. der Verbindung des Wulstes und der Seitenwand. Überdies kann die Beweglichkeit der Karkasse in der unteren Zone noch dadurch verstärkt werden, daß eine Übervulkanisation des Wulstes unter dem Einfluß der Wärme eintritt, die von den Bremstrommeln abgegeben wird. Wie man weiß, kann die Temperatur einer Bremstrommel auf mehrere 100 ansteigen und wegen Fehlens einer ausreichenden Kühlung oder einer entsprechenden Isolation kann die Übertragung der Wärme auf die Felge eine nicht zu vernachlässigende Erwärmung der Wülste verursachen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese erwähnten Nachteile zu beseitigen und eine Bewehrung oder Versteifung des Wulstes vorzuschlagen, welche den festen Sitz eines selbst im Querschnitt kreisförmigen Kernes verbessert und die Beweglichkeit der Karkasse in einer kritischen Zone verringert.

Der erfindungsgemäße Luftreifen, der in jedem Wulst einen einzigen Kern enthält, welcher gegebenenfalls mit Kreisquerschnitt verkabelt ist, der ferner mit einer kleinen Anzahl - gegebenenfalls nur einer einzigen - Karkassen-Verstärkungslagen aus Radialseilen versehen ist, die um den Wulstkern herumgeschlagen sind und mit einer Versteifungseinlage aus außerhalb der Karkasse angeordneten Stahlseilen, ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifungseinlage sich aus zumindest zwei Lagen einander kreuzender Seile zusammensetzt und sich zwischen einer ra-

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dial über dem Karkassenende liegenden Stelle und einer Stelle längs der Basis des Wulstes erstreckt.

Nach einer ersten Variante wird die Versteifungseinlage aus einer einzigen umgefalteten Lage gebildet, deren Faltstelle sich in der Nähe der Spitze des Wulstes befindet. In diesem Fall setzt sich die Versteifungseinlage aus Seilen zusammen, die um einen Winkel von 10-30 zur Umfangsrichtung geneigt sind und sich von der Faltlinie ab kreuzen.

Vorzugsweise haben die gegeneinander gefalteten Teile einer so aus einer umgefalteten Lage gebildeten Versteifungseinlage ungleiche Längen im Reifenquerschnitt. Der eine Teil hat eine Länge, die genügend groß ist, damit er sich über das Ende der umgeschlagenen Karkasse hinaus verlängert; der andere Teil hat eine solche Länge, daß der Teil, der sich längs der Wulstbasis erstreckt, und der Teil, der der äußeren Wand des Wulstes folgt, ungefähr gleich lang sind. Wie man erkennt, hat eine Versteifungseinlage, die aus zwei Lagen von Seilen besteht, die jeweils nur Teile einer gleichen zusammengefalteten Lage bilden, den Vorteil einer größeren Wirksamkeit als zwei Seillagen, die in der gleichen Weise angeordnet sind, aber jeweils zwei unterschiedlichen Lagen zugehören.

Nach einer zweiten Variante ist die Versteifungseinlage aus zwei übereinandergelegten getrennten, aber unterschiedlichen Lagen gebildet: Die eine, im Reifenquerschnitt wesentlich längere Lage besteht aus relativ dünnen Seilen, die unter einem größeren Winkel - beispielsweise 10 - 30° gegenüber der Umfangsrichtung geneigt sind; die andere

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kürzere Lage besteht aus relativ starken Seilen, die unter einem kleineren Winkel - beispiel
die Umfangsrichtung geneigt sind.

einem kleineren Winkel - beispielsweise 5-15 - gegen

In diesem Fall bietet eine Versteifungseinlage, die aus zwei Lagen von identischen einander kreuzenden und um den gleichen Winkel geneigten Seilen besteht, weniger Wirksamkeit.

Das Vorhandensein einer wesentlich steiferen Versteifungseinlage in enger Nachbarschaft zur Karkasse, gebildet aus einander kreuzenden Seilen, die mit den Seilen der Karkasse einen Dreiecksverband darstellen, ergibt eine doppelte Wirkung.

Die erste Wirkung besteht darin, daß der Wulstkern gegen Drehung blockiert wird. Selbst wenn der Kern einen kreisförmigen Querschnitt hat, so unterbricht seine enge Verbindung mit einer Gruppe von im Dreiecksverband angeordneten Seilen die axiale Symmetrie, die eine Drehung des Kernes um seine neutrale Phase begünstigt. In dieser Beziehung arbeitet die Versteifungseinlage gemäß der Erfindung in analoger Weise wie die Hilfskerne, die in der franz. Patentschrift 2 082 k8k vorgesehen sind, jedoch mit dem Unterschied, daß die Karkasse mit zur Steifigkeit der gesamten Anordnung beiträgt.

Eine zweite Wirkung besteht darin, daß unter allen Umständen die Beweglichkeit der Karkasse verringert wi_rd. Diese ist tatsächlich zwischen zwei steifen Strukturen eingefügt, die ihrerseits durch den Aufpumpdruck gegen die Felge gepreßt werden. Die Verankerung des Kerns wird

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dadurch verbessert selbst im Fall einer Schwächung des Verbindungsgummis durch Ermüdung, Übervulkanisation, Alterung, Oxydation usw.

Es werden nunmehr einige spezielle Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben, die in der Zeichnung veranschaulicht sind.

In der Zeichnung zeigen die Fig. 1 - 3 im Radialschnitt drei unterschiedliche Wulste eines Luftreifens gemäß der Erfindung, die drei unterschiedliche Varianten darstellen.

In diesen drei Figuren sind identische Bauelemente durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet.

Jede Figur zeigt einen Reifenwulst 1, dessen Basis 2 sich zwischen der Wulstspitze 3 und dem Wulstabsatz k erstreckt und um einen Winkel von etwa 15 zur Achse des Luftreifens geneigt ist, und dessen äußerer Wandteil einen,Abschnitt 5 hui;, der dazu bestimmt ist, in Berührung mit der Felge zu kommen, sowie einen Abschnitt 6, der den Übergang zur Seitenwand 7 des Reifens bildet.

Das erste Bauelement der Bewehrung des Wulstes 1 ist eine Karkasse 10, die in den drei Figuren aus einer einzigen Lage von Stahlseilen besteht, die in Radialebenen des Reifens angeordnet sind. Die Karkassenlage 10 endet bei 11, nachdem sie um den Kern 20 herumgeschlagen ist. Selbstverständlich könnte die einzige Lage 10 aus Stahlseilen durch mehrere Lagen von Seilen aus einem anderen Material ersetzt sein, die in der gleichen Weise angeordnet sind.

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Das zweite Bauelement der Wulstbewehrung ist ein Wulstkern 20. Im Fall der Fig. 1 und 2 ist der Kern 20 ein verkabelter Kern mit Kreisquerschnitt, der aus mehreren Lagen 21, 22, 23 von schraubenförniig^^»oi*-'J^lJii Metalldrähten besteht, die um eine Seele 2k herum angeordnet sind. Im Fall der Fig. 3 ist der Kern 20 ein Paketkern von sechseckigem Querschnitt, dessen Basis 25 ungefähr parallel zur Wulstbasis 2 verläuft und der aus Einzeldrähten 26 gebildet ist.

Das dritte Bauelement der Bewehrung des Wulstes 1 ist eine Versteifungseinlage 30. Im Fall der Fig. 1 und 3 setzt sich diese aus einer einzigen Lage von Stahlseilen zusammen, die an der Stelle 31 in der Nähe der Spitze 3 des Wulstes umgefaltet ist, so daß sie zwei Schichten 32 und 33 bildet, von denen die erste bei 3^ oberhalb des Endes 11 der Karkasse endet, die andere bei 35· Im Fall der Fig. 2 setzt sich die Versteifungseinlage 30 aus zwei getrennten Lagen 36 und 37 zusammen; die eine Lage 36 ist aus verhältnismäßig dicken Seilen, die andere Lage 37 aus relativ dünnen Seilen hergestellt. Die Lage 36 hat ihre Enden 31 und 35 an den gleichen Stellen wie die Lage 33 der Fig. 1 und 3. Die Lage 37 hat ein Ende bei 34, wie die Schicht 32 nach Fig. 1, und ein Ende bei 38 in der Mitte des Abstandes zwischen der Wulstspitze 3 und dem Absatz k des Wulstes.

In der Zone des Absatzes k des Wulstes sind die Karkasse 10, der Kern 20 und die Versteifungseinlage 30, die aus ihren übereinandergelegten Elementen 32 und 33 oder und 37 besteht, praktisch miteinander in Kontakt. Die Seile der Karkasse 1O und die der Schichten 32 und 33 oder der Lagen 36 und 37 sind in drei unterschiedlichen Richtungen angeordnet. Die Seile der Karkasse bilden einen

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Winkel von 90° mit der Umfangsrichtung. Die Seile der Lagen 32 und 33 sind mit einem Winkel von 25° in unterschiedlichem Sinne zur Umfangsrichtung geneigt. In gleicher Weise kreuzen sich die Seile der Lagen 36 und 3,7* die Seile der Lage 36 sind mit einem Winkel von 10° und die der Lage 37 mit einem Winkel von 25 zur gleichen Grundrichtung geneigt.

Die Erfahrung zeigt, daß ein gemäß den Fig. 1 oder 2 hergestellter Wulst einwandfrei und sicher auf seiner Wulstsitzfläche sitzt, obgleich diese um einen Winkel von 15 zur Achse der Felge geneigt ist und man einen verkabelten Kern 30 von Kreisquerschnitt benutzt hat. Wenn eine der Lagen oder Schichten 32, 33 bzw. 36 oder 37 fehlt, wird das Verhalten des Wulstes unsicher.

In gleicher Weise zeigt die Erfahrung, daß das Verhalten des Wulstes ganz wesentlich verbessert wird und daß insbesondere unter sehr schweren Benutzungsbedingungen, beispielsweise bei Versuchen auf einer künstlich beheizten Versuchsfelge, die Widerstandsfähigkeit des Wulstes ganz erheblich verbessert wurde. Zum Vergleich sei angegeben, daß während Versuchen, die für den Luftreifen besoiftrs harte Bedingungen bedeuteten, die Lebensdauer der Luftreifen gemäß der Erfindung um 60 $ gegenüber Luftreifen klassischer Ausführung erhöht werden konnte, die einfache Versteifungs-ί/nlagen und Paketkerne aufweisen.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

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   ^v 1. !Luftreifen, der in jedem Wulst einen einzigen Kern enthaare, der mit Kreisquerschnitt verkabelt sein kann, der ferner mit einer kleinen Anzahl - gegebenenfalls nur einer einzigen - Karkassen-Verstärkungslagen aus Radialseilen versehen ist, die um den Wulstkern herumgeschlagen sind, und mit einer Versteifungseinlage aus außerhalb der Karkasse angeordneten Stahlseilen, dadurch gekennzei c h n e t , daß die Versteifungseinlage (30) sich aus zumindest zwei Lagen (32, 33; 36, 37) einander kreuzender Seile zusammensetzt und sich zwischen einer radial über dem Karkassenende (11) liegenden Stelle und einer Stelle längs der Basis (2) des Wulstes (i) erstreckt.

   2. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungseinlage (30) aus einer einzigen umgefaltoten. Lage besteht, deren Faltlinie (31) sich in der Nähe der Spitze (3) des Wulstes (1) befindet.

   3· Luftreifen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Seile der Verstärkungseinlage (30) um einen Winkel von 10-30 zur Umfangsrichtung geneigt sind.

   k. Luftreifen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifungseinlage (30) aus einer unsymmetrisch umgefalteten Lage besteht, deren beide umgefalteten Teile sich über den gesamten Abschnitt des Wulstes (1) erstrecken, der in Berührung mit der Felge kommt.

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   - ΛΑ -

   5· Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifungeeinlage (30) aus zwei einzelnen Lagen (36, 37) besteht, die sich aus Seilen zusammensetzen, bei denen der Seildurchmesser und/oder eine Neigung relativ zur Umfangsrichtung unterschiedlich sind.

   6. Luftreifen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Lagen (36) aus Seilen mit wesentlich größerem Durchmesser besteht, die unter einem kleineren Winkel geneigt sind als die Seile der anderen Lage (37)·

   7· Luftreifen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage (36) aus Seilen mit größerem Durchmesser näher an dem Kern (20) liegt und sich nur über denjenigen Abschnitt des Wulstes (1) erstreckt, der in Berührung mit der Felge kommt.

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