DE2909428A1

DE2909428A1 - Luftreifen mit radialkarkasse

Info

Publication number: DE2909428A1
Application number: DE19792909428
Authority: DE
Inventors: Nichtnennung Beantragt
Original assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Current assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Priority date: 1978-03-10
Filing date: 1979-03-09
Publication date: 1979-09-13
Also published as: IL56830A; ES478467A1; SE7902089L; JPS54126306A; AU4496979A; MX146838A; NL7901858A; LU81010A1; ZA791121B; DE2909428C2; CA1107620A; JPH0323361B2; GB2015943A; AT375589B; IL56830A0; NL179195B; US4271891A; SE439460B; IT7967511A0; BR7901448A

Description

MICHELIN & CIE
(Compagnie Generale des Etablissements MICHELIN)

CLERMONT - FERRAND / Frankreich

Unser Zeichen: M 1456

Luftreifen mit Radialkarkasse

Die Erfindung betrifft Verbesserungen an Luftreifen mit einer radialen Karkassenbewehrung, die beiderends an wenigstens einem Wulstkern festgelegt ist, und mit einer Bewehrung, die in der Laufstreifenzone angeordnet ist sowie aus wenigstens zwei übereinander angeordneten Lagen paralleler Fäden oder Kabel besteht ,welche innerhalb jeder Lage parallel, von einer Lage zur anderen jedoch gekreuzt verlaufen, wobei die Fäden oder Kabel einer jeden Lage im spitzen Winkel zur Reifenlängsrichtung verlaufen und wobei diese zweite in der Laufstreifenzone angeordnete Bewehrung wenigstens entlang einer Äquatorialzone (das heißt einer auf den Äquator zentrierten Zone) parallel zur Karkassenbewehrung verläuft.

Es ist bekannt, daß eine an Wulstkernen festgelegte und auf einer Felge montierte Radialkarkasse unter der Wirkung des

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Aufblasdruckes sowie beim Fehlen einer Belastung und jeglicher weiterer Bewehrung ein als natürlich zu bezeichnendes meridianes Gleichgewichtsprofil einnimmt. Dieses Gleichgewichtsprofil ist bemerkenswert, weil es eine radiale Höhe in Bezug auf die Wulstsitze auf der Felge sowie eine Krümmung der Äquatorialzone zeigt, welche maximal gegenüber denjenigen sind, die eine Bewehrung mit im Radialschnitt gleicher Länge von Wulst zu Wulst zeigt, jedoch aus Schräglagen gebildet ist, welche in bezug auf die Längsrichtung des Reifens symmetrisch gekreuzt verlaufen.

Wenn man eine radiale Karkassenbewehrung mit einer in der Laufstreifenzone angeordneten, wie bereits oben beschriebenen Bewehrung überlagert, verlängert sich die Laufstreifenbewehrung unter dem Druck der darunterliegenden Radialbewehrung und sucht eine schwächere Meridiankrümmung einzunehmen als die Karkassenbewehrung in der äquatorialen Überlagerungszone.

Es ist bekannt, daß die Wirkung dieses Krümmungsunterschiedes für die Lebensdauer des Reifens nachteilig ist. Die Ränder der Laufstreifenbewehrung sind von der Karkassenbewehrung radial entfernt und beim Abrollen Verformungen erhöhter Amplitude unterworfen. Man hat für die LaufStreifenbewehrung auch schon eine Länge angewendet, die unter derjenigen Länge liegt, welche dem natürlichen Äquatorialdurchmesser der Karkassenbewehrung entspricht. Unter der Wirkung des Aufblasdruckes zwingt die Karkassenbewehrung der Laufstreifenbewehrung insbesondere in der äquatorialen Überlagerungszone eine ^Zugbeanspruchung auf. Diese Beanspruchung ist für die Widerstandsfähigkeit der Scheitelbewehrung beim Abrollen nachteilig.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Unterdrückung der vorangehend beschriebenen nachteiligen Rückwirkungen der Karkassenbewehrung auf die Laufstreifenbewehrung. Dank der

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Erfindung dient diese Bewehrung im Gegensatz zu den Funktionen, die bei gewöhnlichen Radialreifen von einer entsprechenden, als Scheitelbewehrung bezeichneten Bewehrung erfüllt werden, ausschließlich der Verstärkung und der Stabilisierung des Laufstreifens.

Der erfindungsgeitiäße Reifen der vorangehend beschriebenen Art zeichnet sich daher dadurch aus, daß er zwischen der LaufStreifenbewehrung und der Karkassenbewehrung in der : Äquatorialzone zwei übereinander liegende Lagen aus Fäden oder Kabeln aufweist, derenBreite unter der der Laufstreifenbewehrung liegt, die in Bezug auf die Reifenlängsrichtung gekreuzt verlaufen, die jeweils mit dieser Längsrichtung einen Winkel einschließen, dessen Absolutwert sowohl von O verschieden ist als auch unter dem kleinsten Winkel liegt, den die Lagen dieser LaufStreifenbewehrung mit dieser Richtung einschließen und zv/ar vorzugsweise unter der Hälfte dieses Winkels, und deren Verstärkungselemente nur sehr wenig dehnbar sind.

Vorzugsweise verwendet man metallische Kabel aus Stahldrähten mit großem Verseilungsschlag , der zwischen dem 12- und 20-fachen des scheinbaren Kabeldurchmessers liegt, wobei die Relativdehnung Δ 1 / 1 des Kabels bei einer 10 % der Bruchlast des Kabels entsprechenden Belastung unter 0,2 % liegt. Bei der Verwendung unverseilter, vorzugsweise aus Stahl bestehender Drähte haben diese bei einer Belastung von 1O % der Bruchlast des Drahtes eine relative Dehnung unter 0,2%.

Die beiden erfindungsgemäßen Lagen bilden einen Block, der die natürliche Ausdehnung der darunter liegenden radialen Karkassenbewehrung unter der Wirkung des Aufblasdrucks begrenzt. Dieser Begrenzungsblock hat daher einen Innendurchmesser, der mit Rücksicht auf die Durchmesser der Verstär-

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kungselemente und die Stärken der verwendeten Gummischichten höchstens gleich dem natürlichen Außendurchmesser der Karkassenbewehrung ist. Dadurch daß dieser Block die Karkassenbewehrung einschließt, nimmt er an Stelle des von den üblichen Scheitellagen gebildeten Blockes die Dehnungsbeanspruchungen auf, welche von der Karkassenbewehrung herrühren .

Um eine bestmögliche Abschirmung gegen die Übertragung von Spannungen zu schaffen, welche vom Druck der Karkassenbewehrung herrühren, sowie im Hinblick auf die Tatsache, daß kein Laqenverstärkungselement, weder aus Stahl noch aus Glasfasern in der Praxis undehnbar ist, sieht die Erfindung vor, die Verstärkungselemente der Lagen des Begrenzungsblocks mit einem Winkel gegenüber der Umfangsrichtung anzuordnen, der sich von O unterscheidet. Die gekreuzten Lagen neigen in der Tat dazu, unter der Wirkung eines Innendrucks die Meridiankrümmung des Begrenzungsblocks zu verringern.

Mit der Kreuzung der Lagen des Begrenzungsblocks zusammenwirkend, gestattet die Schräge der Lagen des Begrenzungsblocks die Beherrschung,und wenn notwendig, die Anpassung der Meridiankrümmung des Begrenzungsblocks. Diese Meridiankrümmung verringert oder vergrößert sich mit dem von den beiden Lagen gebildeten Winkel.

Um die Eigenschaften der Laufstreifenbewehrung zu erhalten, ist es wichtig, daß die Breite des Blocks zwischen 100 % und 60 % der Breite der Äquatorialzone ist, entlang der die LaufStreifenbewehrung parallel zur Karkassenbewehrung verläuft. Vorzugsweise bedeckt der Block eine Äquatorialzone mit einer Breite, die zwischen 5 % und 80 % der maximalen axialen Breite des Reifens und insbesondere zwischen 12 % und 20 % für ein Verhältnis H/B nahe 1, zwischen 24 % und

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— ο —

40 % für ein Verhältnis H/B nahe 0,75 und zv/ischen 45 % und 80 % für ein Verhältnis H/B nahe 0,3 liegt, wobei H die radiale Höhe des Luftreifens auf der Felge und B seine maximale axiale Breite ist, jeweils gemessen nach den gebräuchlichen Normen.

Eine Lage des Begrenzungsblocks ist vorzugsweise weniger breit als die andere Lage. Der Breitenunterschied beträgt jedoch höchstens 10 % der Breite der anderen Lage. Dadurch wird vermieden, daß größere Gummimengen zu beiden Seiten der Ränder des Begrenzungsblocks zwischen der Laufstreifenbewehrung und der Karkassenbewehrung eingebracht werden müssen.

Es ist gleichermaßen von Interesse, den erfindungsgemäßen Begrenzungsblock unter Verwendung einer Lage zu verwirklichen, deren Ränder so umgefaltet sind, daß sie sich wieder vereinigen, oder unter Verwendung einer .Lage, die auf sich selbst umgefaltet ist.

Die durch die Karkassenbewehrung auf eine radial außerhalb angeordnete Lage ausgeübte Spannung T, bezogen auf die Einheit der Breite, gemessen in Axialrichtung, kann in erster Näherung

TJ

mit Hilfe der Formel T = p. =— berechnet werden. In dieser

2 cos öC
Formel ist ρ der Aufblasdruck des Reifens, R der Radius der Lage, bezogen auf die Rotationsachse des Reifens unäcC der Winkel, den die Kabel der Lagen gegenüber der Längsrichtung einnehmen. Diese Formel zeigt, warum die Erfindung in einem Begrenzungsblock die Verwendung von Winkeln Ot. vorsieht, die vorzugsweise unter der Hälfte des kleinsten Winkels liegen, welcher für die LaufStreifenbewehrung verwendet wird. Auf diese Weise liegt die Spannung T einer Lage des Begrenzungsblocks immer unter der Spannung der Lage, die in der LaufStreifenbewehrung den kleinsten Winkel einnimmt. Die Längerung des Begrenzungsblocks unter der Wirkung der von der Karkassenbewehrung her-

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rührenden Spannung ist folglich schwächer. Dadurch wird die Übertragung dieser Spannung auf die LaufStreifenbewehrung vermieden.

Die FR-PS 1 135 604 beschreibt einen Luftreifen mit radialer Karkassenbewehrung und einem System von triangulierten Scheitellagon, bei dem eine einzige schrägverlaufende Lage, die weniger breit ist als die Scheitellage, unter der Karkassenbewehrung oder zwischen der Karkassenbewehrung und der Scheitellage angeordnet ist. Diese einzige Lage hat die Aufgabe, Brüche der Gummibrücken zwischen den Kabeln der Karkassenbewehrung zu vermeiden, wenn der Luftreifen über hervortretende Hindernisse fährt. Diese isolierte Lage dehnt sich aus und überträgt die Spannung auf die darüberliegenden Lagen.

Die FR-PS 1 214 031 beschreibt einen Luftreifen, dessen Belastungsfähigkeit dadurch erhöht ist, daß ein zylindrischer Äquatorialteil in den üblichen Laufstreifen eingefügt ist. Dieser zylindrische Teil weist ül>er eine übliche Bewehrung hinaus noch wenigstens eine Lage von längsverlaufenden Kabeln auf, die die Breite des zylindrischen Teils hat.

Die FR-PS 1 377 323 beschreibt einen Luftreifen, dessen Scheitelbewehrung eine Längsunterbrechung zeigt. Eine Lage schrägverlaufender Kabel, deren Breite auf die Breite der Zone beschränkt ist, die durch die Unterbrechung interessiert ist, ist radial innerhalb der Scheitelbewehrung angeordnet, mit dem Ziel, die Unterbrechung zu überbrücken.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels. Es zeigen:

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Fig. 1 einen Radialschnitt eines Luftreifens, der mit einem aus zwei Lagen bestehenden Begrenzungsblock versehen ist, unter Hinzufügung einer Draufsicht der zum Verständnis der Erfindung wesentlichen Kabellagen, und

Fig. 2 einen radialen Teilschnitt eines aus einer einzigen gefalteten Lage gebildeten Begrenzungsblocks in größerem Maßstab.

Der in Fig. 1 dargestellte Luftreifen 1 weist eine radiale Karkassenbewehrung 2 auf, deren Enden 2' jeweils um einen Wulstkern 3 umgeschlagen sind. Die LaufStreifenbewehrung 4, die unmittelbar unter dem Laufstreifen 5 angeordnet ist, besteht aus zwei gekreuzten Lagen 41, 42, die gegenüber der Längsrichtung X-x' geneigt verlaufen. Zwischen der Karkassenbewehrung 2 und der LaufStreifenbewehrung 4 ist ein Begrenzungsblock 6 der Breite 11 angeordnet, die unter der Breite L der Bewehrung 4 liegt. Dieser Block 6 ist aus zwei Lagen 61, 62 mit den Breiten 11 und 12 gebildet. Die Breite 12 der radial äußeren Lage 62 ist kleiner als die Breite 11 der Lage 61. Der Begrenzungsblock 6 liegt parallel zur Karkassenbewehrung 2. Das gleiche trifft auch für die Laufstreifenbewehrung 4 wenigstens in der den Begrenzungsblock 6 umgebenden Zone zu.

Wie die in dem Radialschnitt eingetragene Draufsicht erkennen läßb, sind die Winkel der Lagen 61, 62 des Begrenzungsblocks 6 jeweils kleiner als der winkel der Lage 41 der LaufStreifenbewehrung 4. Die Kabel der Lagen 61, 62 sind aus Stahl und sehr wenig dehnbar, da sie mit einem Verseilungsschlag hergestellt sind, der größer ist als das 15-fache des Scheindurchmessers der Kabel.

Der Luftreifen gemäß Fig. 2, von dem nur ein Teil dargestellt ist, unterscheidet sich von dem Luftreifen gemäß

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Pig. 1 dadurch, daß sein Begrenzungsblock 7 aus einer Lage 71 hergestellt ist, deren beide Ränder radial nach außen umgefaltet sind, wodurch zwei Bahnen 71' gebildet sind, deren gesamte Länge gleich der Länge des nicht umgefalteten Teils 71 ist, derart, daß die Bahnen 71' sich wieder vereinigen. Bei diesem Ausführungsbeispiel fällt die Linie, an der sich die Bahnen vereinigen, mit der Schnittlinie X-X' der MiLtelebene des Luftreifens mit der Zeichnungsebene zusammen und ist durch das Bezugszeichen 72 gekennzeichnet.

Obgleich sich die vorangehenden Ausführungen und die Ansprüche auf den kleinsten winkel gegenüber der Längsrichtung beziehen, der für die Lagen der LaufStreifenbewehrung verwendet wird, bezieht sich die Erfindung im gleichen Maße auch auf den Fall, bei dem die in Frage kommenden Lagen mit der genannten Richtung gleiche Winkel bilden (im absoluten Wert), so daß der Winkel, den die Kabel des Begrenzungsblocks gegenüber der Längsrichtung einnehmen, erfindungsgemäß kleiner sein muß als der Winkel (und nicht als der kleinste Winkel) der Lagen der LaufStreifenbewehrung.

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Claims

Dipl -Ing Dipl.-Ghem. Dipl -Ing E. Prinz - Dr. G. Hauser - G. Leiser Ern.Hbergerstrasse 19 8 München 60 7".. März 1979 MICHELIN & CIE (Compagnie Generale des Etablissements MICHELIN) CLERMONT - FERRAND / Frankreich Unser Zeichen: M 1456 Ansprüche

1. !Luftreifen mit einer beiderends an wenigstens einem (- Wulstkern festgelegter radialer Karkassenbewehrung und mit einer in der Laufstreifenzone angeordneten Bewehrung, die wenigstens entlang einer Äquatorialzone parallel zur Karkassenbewehrung verläuft und
aus wenigstens zwei übereinander angeordneten Lagen von Fäden oder Kabeln gebildet ist, welche innerhalb jeder Lage parallel und von einer Lage zur anderen gekreuzt verlaufen, wobei die Fäden oder Kabel einer jeden Lage mit der Längsrichtung des Luftreifens einen spitzen Winkel bilden, dadurch
gekennzeichnet , daß zwischen der
LaufStreifenbewehrung und der Karkassenbewehrung in der Äquatorialzone des Reifens ein Begrenzungsblock angeordnet ist, welcher aus zwei übereinander angeordneten Kabellagen besteht, deren Breite kleiner
ist als die Breite der LaufStreifenbewehrung, die

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ferner in Bezug auf die Längsrichtung gekreuzt verlaufen und gegenüber dieser Längsrichtung einen Winkel einnehmen, dessen Absolutwert von 0° verschieden und kleiner ist als der kleinste Winkel der Lagen der Laufstreifenbewehrung gegenüber der Längsrichtung, und daß die Verstärkungsfäden oder -kabel der beiden Lagen sehr wenig dehnbar sind, vorzugsweise aus Metall bestehen.

2. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Begrenzungsblock eine Breite aufweist, die zwischen 100 % und 60 % der Breite der Äquatorialzone ist, entlang der die Laufstreifenbewehrung parallel zur Karkassenbewehrung verläuft.

3. Luftreifen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß jeder der Winkel der Lagen des Begrenzungsblocks höchstens gleich der Hälfte des kleinsten Winkels der Lagen der LaufStreifenbewehrung ist.

4. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden Lagen einen Begrenzungsblock bilden, dessen Innendurchmesser höchstens gleich dem natürlichen Außendurchmesser der Karkassenbewehrung ist, wenn diese auf einer Felge montiert, aufgeblasen und von jeder weiteren Bewehrung entblößt ist.

5. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Begrenzungsblock eine Äquatorialzone bedeckt, deren Breite zwischen 5 % und 80 % der maximalen axialen Breite des Luftreifens einnimmt und insbesondere zwischen 12 % und 20 % für ein Verhältnis H/B nahe 1, zwischen 24 % und 40 % für ein Verhältnis H/B nahe 0,75 und zwischen 45 % und 80 ?> für ein Verhältnis H/B nahe o,3 liegt.

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6. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß der Begrenzungsblock parallel zur Karkassenbewehrung angeordnet ist.

7. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß eine Lage des Begrenzungsblocks weniger breit ist als die andere Lage, wobei der Breitenunterschied höchstens gleich 10 % der Breite der anderen Lage beträgt.

8. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß der Begrenzungsblock aus einer gefalteten Lage gebildet ist.

9. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Kabel der.den Begrenzungsblock bildenden Lagen aus Stahldraht bestehen und einen Verseilungsschlag aufweisen, der zwischen dem 12- und 20-fachen des scheinbaren Kabeldurchmessers ist, derart, daß das Kabel eine relative Dehnung hat, die bei einer Belastung von 10 % seiner Bruchlast unter 0,2 % liegt.

10. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß die die Lagen des Begrenzungsblocks bildenden Fäden metallisch, vorzugsweise aus Stahl sind und eine relative Dehnung haben, die bei einer Belastung von 10 % der Bruchlast des Fadens unter 0,2 % liegt.

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