DE2913965A1

DE2913965A1 - Radialreifen

Info

Publication number: DE2913965A1
Application number: DE19792913965
Authority: DE
Inventors: Nichtnennung Beantragt
Original assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Current assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Priority date: 1978-04-07
Filing date: 1979-04-06
Publication date: 1979-10-11
Also published as: IT1117642B; ZA791664B; MX149012A; IL57015A0; NL178147B; IT7967739A0; NL7902666A; IL57015A; AU520559B2; FR2421742B1; SE7903048L; GB2018691B; GB2018691A; BE875290A; OA06229A; ES251118Y; ES251118U; AR216384A1; SE442844B; EG14802A

Description

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-A-

MICHELIN & CIE (Compagnie Generale des Etablissements MICHELIN) 63-Clermont-Ferrand, Prankreich

Radialreifen

Die Erfindung betrifft Luftreifen mit einer radialen Karkassenbewehrung aus mindestens einer Lage radialer Seile, die in jedem Wulst an mindestens einem Wulstkern verankert ist, und einer aus mindestens zwei Lagen von Seilen bestehenden Scheitelbewehrung, die in jeder Lage parallel und von einer Lage zur nächstfolgenden gekreuzt angeordnet sind und mit der Reifen-Längsrichtung einen spitzen Winkel bilden.

In der FR-PS 1 OO1 585 ist ein Radialreifen mit einer Scheitelbewehrung beschrieben, die aus zwei Lagen gekreuzter Seile, die mit der Reifen-Längsrichtung einen Winkel

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unter 45° bilden, und einer dritten Lage von Seilen besteht, die mit der Reifen-Längsrichtung einen Winkel bilden, dessen Absolutwert größer als 45 ist. Die beiden ersten Lagen werden dabei als Arbeitslagen, die dritte Lage als dreiecksverbandbildende Lage bezeichnet.

In Radialrichtung außerhalb dieser Scheitelbewehrung kann ferner mindestens eine mit elastischen, metallischen oder textlien Verstärkungselementen bewehrte Lage vorgesehen sein. Eine derartige Lage mit elastischen Elementen dient zum Schutz der Scheitelbewehrung gegen von durch den Laufstreifen hindurch eindringenden Gegenständen hervorgerufene Schnitte, weshalb diese Lage auch als Schutzlage für die Scheitelbewehrung bezeichnet wird. Aufgrund der Elastizität der Bewehrungselemente wird die Stabilisierung des Reifenscheitels durch eine oder mehrere derartige Schutzlagen nicht beeinflußt, wobei diese Funktion der oben erwähnten Scheitelbewehrung vorbehalten bleibt. Die Erfindung betrifft demgemäß auch keine derartigen Schutzlagen .

Eine andere Ausführungsform der oben erläuterten Scheitelbewehrung besteht darin, die radiale Karkassenbewehrung mit den beiden gekreuzten Arbeitslagen zusammenwirken zu lassen. Die radiale Karkassenbewehrung tritt dabei an die Stelle der den Dreiecksverband bildenden Lage, wobei jede der beiden Arbeitslagen mit der Reifen-Längsrichtung einen relativ kleinen Winkel zwischen 10 und 45° bildet.

Die Karkassenbewehrung wirkt in einer Meridianebene als neutrale Faser, und die Scheitelbewehrungen vom Dreiecksverbandbildenden Typ besitzen geringere Widerstandsfähigkeit gegenüber durch die Scherwirkung des Gummis zwischen den Arbeitslagen in-

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folge des Aufblasens und der Reifenverformung unter Last sowie Schräglauf bedingten Belastungen hervorgerufenen Lagenablö sungen.

Im Gegensatz dazu besitzen derartige Scheitelbewehrungen gute Widerstandsfähigkeit gegenüber Durchbiegebeanspruchungen, wie sie beim Abrollen des Reifens über Hindernisse wie Steine, Felsen, Löcher udgl auftreten. In der Tat deformieren sich die beiden gekreuzten Arbeitslagen, die mit der Reifen-Längsrichtung Winkel bilden, deren Absolutwert einander ziemlich ähnlich ist, in ihrer Ebene durch eine gleichsinnige Scherwirkung. Daraus folgt, daß die Verstärkungselemente in Längsrichtung nur wenig beansprucht sind und die zwischen ihnen eingeschaltete Gummischicht in ihrer Dicke keinen bedeutenden Scherbeanspruchungen unterliegt.

Es wurde nun festgestellt, daß die durch Schräglauf des Reifens hervorgerufenen und zu Ablösung führenden Beanspruchungen dadurch günstiger verteilt werden können, daß die Anzahl der Arbeitslagen vervielfacht wird, indem beispielsweise vier symmetrisch gekreuzte Arbeitslagen verwendet werden, die gegenüber der Reifen-Längsrichtung die Winkel +S , - β , + J und -Tbilden, sowie dadurch, daß die in den beiden üblichen Arbeitslagen verwendeten Verstärkungselemente derart auf die vier Arbeitslagen verteilt werden, daß diese jeweils gleiche Dicke und gleiche, senkrecht zu den Verstärkungselementen der Lage gemessene Dehnungsfestigkeit besitzen.

Bei den zur Erzielung eines guten Schräglaufkoeffizienten des Reifens üblicherweise verwendeten Winkeln scheint zwar

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die Erhöhung der Steifigkeit des aus den vier Lagen gebildeten Blocks gegenüber Durchbiegungen in Längsrichtung durch ein parallel zur Drehachse liegendes Hindernis eine wenig beeinflußbare, gegebene Größe zu sein. Jedoch erscheint es wünschenswert, die durch eine Durchbiegung des Reifenscheitels in einer Meridianebene auf einem senkrecht zur Drehachse des Reifens angeordneten Hindernis hervorgerufenen Beanspruchungen zu beeinflussen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Zusammendrücken der Verstärkungselemente der in Radialrichtung am weitesten von der radialen Karkassenbewehrung entfernten beiden Lagen sowie die Dehnung der Verstärkungselemente der beiden in Radialrichtung am nächsten zur radialen Karkassenbewehrung hin gelegenen Lagen bei Scheitelbewehrungen mit den oben erläuterten vier Arbeitslagen zu begrenzen. Dabei ist bekannt, daß die üblichen Verstärkungselemente (Fäden, Fasern, textile oder metallische Seile) unter axialem Druck eine hur geringe Ermüdungsfestigkeit aufweisen.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß im Zusammenwirken mit einer radialen Karkassenbewehrung ein Block aus vier Gürtellagen (Arbeitslagen) radial außerhalb der Karkassenbewehrung vorgesehen wird, der aus zwei übereinanderliegenden Paaren von Lagen von innerhalb jeder Lage parallelen Seilen besteht, die von einer Lage zur folgenden in bezug auf die Reifen-Längsrichtung gekreuzt angeordnet sind, wobei die Lagen des ersten, radial am nächsten zur Karkassenbewehrung liegenden Paares Winkel β * und ^- mit einem arithmetischen Mittelwert f (rad) und die Lagen des zweiten Paars Winkel Oc₁ und λ2 mit einem arithmetischen Mittelwert -J. (rad)

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bilden und die Differenz Γ - ν (rad) mindestens gleich dem Wert des Ausdrucks

γ- sin ( ft + ex.)

ist, in dem

ζ den Abstand der mittleren Faser der radialen Karkassenbewehrung zur Grenzfläche zwischen den beiden Paaren von Gürtellagen
und

h die Dicke jeder Gürtellage,

jeweils gemessen längs der Schnittlinie der Äquatorialebene mit dem Reifen,

bedeuten, wobei ferner der Absolutwert von j' größer als der Absolutwert von c* ist und die Winkel ·■.., "^ bzw. / 1' Γ 2 ^um höchstens 0,026 rad von den Winkeln w bzw. ^ abweichen und in bezug auf die Schnittlinie der Äquatorialebene mit dem Reifen gemessen sind.

Die äquatoriale Dicke h einer Gürtellage entspricht der Gesamtdicke einschließlich Kalandrxerungsgummi,

gemessen an der Schnittlinie der Äquatorialebene mit einem Meridianschnitt des Reifens. Der Abstand ζ wird zwischen einem Punkt auf derselben Schnittlinie in der Mitte zwischen den beiden Paaren von Gürtellagen und einem anderen Punkt gemessen, der sich auf der neutralen Faser der im Meridianschnitt betrachteten Karkassenbewehrung befindet.

Die Karkassenbewehrung kann, insbesondere im Scheitelbereich, mehrere übereinanderliegende radiale Lagen aufweisen. In diesem Fall ist stets der Abstand ζ

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ausgehend von der neutralen Faser der im Meridianschnitt betrachteten Karkassenbewehrung zu messen. Unter der Bezeichnung "Karkassenbewehrung" wird auch der Fall verstanden, in dem die Schräglage der Lage(n) gegenüber der Radialneigung um höchstens 10° differiert. Der Abstand ζ schließt auch die Dicke der ggf zwischen der Karkassenbewehrung und der erfindungsgemäßen Scheitelbewehrung eingeschalteten Gummischicht mit ein.

Die Differenz p- o£ ist vorzugsweise gleich dem Wert des Ausdrucks

|- sin (β + .x)

In diesem Fall ruft eine Durchbiegung der erfindungsgemäßen Scheitelbewehrung in Meridianrichtung keine axiale Deformation der Verstärkungselemente hervor.

Wenn die Differenz β - -*- im Gegensatz dazu größer als der Wert des obigen Ausdrucks ist, besitzen die durch eine Durchbiegung in Meridianrichtung hervorgerufenen axialen Verformungen der Verstärkungselemente gegenüber Verformungen, die durch eine Durchbiegung in ümfangsrichtung bedingt sind, entgegengesetztes Vorzeichen, wobei der Krümmungsmittelpunkt der Durchbiegung in beiden Fällen selbstverständlich auf der gleichen Seite der Karkassenbewehrung liegt.

Oberhalb eines Werts dor Differenz β -ist von 0,35 rad läßt der Ablösungswidcrstand aufgrund der Scherbeanspruchung der Gummischicht zwischen den Gürtellagen beim Aufblasen, der Reifeneindrückung unter Last sowie der durch Schräglauf hervorgerufenen Beanspruchungen beträchtlich zu wünschen übrig.

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Die Winkeldifferenzen J ού

bzw.

I /2 sind vorzugsweise gleich Null; dies bedeutet, daß es zur weitestmöglichen Ausnutzung der erfindungsgemäß erzielbaren günstigen Wirkungen wünschenswert ist, bei den fertigen Reifen herstellungsbedingte Unregelmäßigkeiten und Abweichungen möglichst zu vermeiden.

Es ist erfindungsgemäß ferner vorteilhaft, als Ver stärkungselemente zur Verstärkung der erfindungsgemäßen Gürtellagen massive Einzelfäden bzw. -drähte,vorzugsweise aus Metall und beispielsweise aus Stahl, zu verwenden. Diese Einzelfäden oder -drähte werden zur Bildung einer Lage parallel nebeneinander angeordnet. Auf diese Weise wird die Oberfläche der an dem Kalandrierungsgummi haftenden Verstärkungselemente optimiert; zugleich werden hierdurch die Menge sowie demzufolge auch die Gestehungskosten der erforderlichen Verstärkungselemente deutlich verringert; gleichzeitig wird die Scheitelbewehrung dabei leichter und kleiner. Diese Ausführungsform ist insbesondere bei Luftreifen für schnelle Fahrzeuge von großer Bedeutung, da eine derartige Scheitelbewehrung nur kleine radiale Dicke aufweist und mit der erfindungsgemäßen Scheitelbewehrungsanordnung ferner der Schräglaufkoeffizient, die Druckverteilung sowie das Gleiten in der BodenaufStandsfläche eingestellt und die Erwärmung im Scheitelbereich verringert werden kann.

Unter der Bezeichnung 'Seil' werden infolgedessen in Beschreibung und Ansprüchen sowohl Einzelfäden oder -drähte als auch sämtliche anderen fadenförmigen Elemente verstanden, die allein oder zusammen mit anderen Elementen als Bewehrungselemente herangezogen werden.

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Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezug auf die Zeichnung näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1: einen Meridianschnitt durch einen erfindungsgemäßen Luftreifen;

Fig. 2: eine vergrößerte Darstellung des in Fig. 1 mit dem Kreis A bezeichneten Reifenteils

und

Fig. 3: eine Darstellung einer ebenen Abwicklung eines Teils verschiedener Lagen, die die Karkassenbewehrung und die Gürtellagen des erfindungsgemäßen Reifens der Fig. 1 und 2 darstellen.

Der in Fig. 1 dargestellte Luftreifen 1 besitzt eine Karkassenbewehrung 2, die aus einer Lage radialer Stahlseile besteht, die um einen Wulstkern 3 in jedem Wulst nach außen herumgeführt ist. Radial außerhalb der Karkassenbewehrung 2 ist ein erfindungsgemäßer Block 5 aus vier Gürtellagen 51, 52, 53, 54 vorgesehen, dessen Breite etwa der Breite des Laufstreifens 6 entspricht. Der Krümmungsradius des Blocks 5 in Meridianrichtung ist vorzugsweise größer als sein Krümmungsradius in Äquatorialrichtung. Die Lagen 51 und 52 bilden ein erstes Paar 5' von der Karkassenbewehrung 2 in Radialrichtung am nächsten liegenden Lagen, während die Lagen 53 und 54 das zweite Paar 5" der Gürtellagen bilden. Eine Gummischicht vorzugsweise gleichbleibender Dicke trennt die Karkassenbewehrung 2 von der Gürtellage 51. In Fig. 1 ist ferner

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die der Schnittlinie der Äquatorialebene mit der Zeichenebene entsprechende Linie Z-Z¹ angegeben.

Aus Fig. 2 geht hervor, daß jede der Gürtellagen

51 bis 54 aus Seilen 7 besteht, die in Gummi 8 derart eingebettet sind, daß sie innerhalb der gleichen Lage sowie von einer Lage zur nächstfolgenden voneinander getrennt sind. Jede der Gürtellagen 51 bis 54 sowie die Karkassenbewehrung 2 besitzen eine Dicke h wie oben definiert. Die Mittelfaser der Karkassenbewehrung 2 ist durch die strichpunktierte Linie 2¹ dargestellt. Die Grenzfläche F zwischen den beiden Paaren 5' und 5" von Gürtellagen liegt in der Mitte des Abstands zwischen der Gürtellage 52 des Paars 5* und der Gürtel lage 53 des Paars 5". Der oben definierte Abstand der Mittelfaser 2' der Karkassenbewehrung 2 von der Grenzfläche F ist mit ζ bezeichnet. Die Gürtellagen 51 und

52 bilden Winkel -β., +ß₂ und die Gürtellagen 53 und Winkel "" <*-] / ^+oi2 ^{in fo}ezug ^{auf die} Linie X-X', die dem Schnitt der Äquatorialebene mit der Zeichenebene entspricht. Die Absolutwerte der Winkel -β., +ß„ sind dabei größer als die Absolutwerte der Winkel "^₁/ + <"-₂' wobei der Mittelwert β erfindungsgemäß größer als der Mittelwert Oi- ist.

Die Winkel ß und cX- können beispielsweise folgende, im Sexagesimalsystem angegebene Grenzwerte besitzen, wenn

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/5-.-X	= h	+	ν) und	'■Ί -I	r' ' 2	und J	M-	/-	1 2	,5
	- sin						I			1,5 I
I , /'. O	sind:		23	25	!	27	.5 !		29
./ο		ι 1 j	18	20		21	,5		23

21
16

für ein Verhältnis ^ =0,133.

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Leerseite

Claims

Ansprüche

mit einer Karkassenbewehrung aus mindestens einer Lage radialer Seile, die in jedem Wulst an mindestens einem Wulstkern verankert ist,

und einer in Radialrichtung außerhalb der Karkassenbewehrung vorgesehenen Scheitelbewehrung, die neben dem entsprechenden Teil der radialen Karkassenbewehrung aus vier Gürtellagen jeweils gleicher Dicke und gleicher Dehnungsfestigkeit

besteht, die jeweils gegenüber der nächstfolgenden Lage gekreuzt angeordnet sind und mit der Reifen-Längsrichtung einen Winkel von 10 bis 45° bilden,

dadurch gekennzeichnet, daß die Gürtellagen (51, 52, 53, 54) einen Block (5) aus zwei übereinanderliegenden Paaren (5¹, 5") von Lagen von in jeder Lage parallelen Seilen (7) bilden, die von einer Lage zur folgenden in bezug auf die Reifen-Längsrichtung gekreuzt angeordnet sind,
wobei

- die Lagen des ersten, radial am nächsten zur Karkassenbewehrung (2) liegenden Paares (5*) mit der Schnittlinie der Äquatorialebene mit dem Reifen Winkel ß- und Jl~ ^m^ einem arithmetischen Mittelwert β (rad)

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ORIGÄ '«INSPECTED

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- und die Lagen des zweiten Paars (5") mit dieser Schnittlinie Winkel c<.j und ^₂ ^mit einem arithmetischen Mittelwert «(rad) bilden

- und die Differenz ß-u{tad) mindestens gleich dem Wert des Ausdrucks

§_ sin ( $ + « )
2z

ist,
in dem

ζ den Abstand der mittleren Faser (2' ) der radialen Karkassenbewehrung (2) zur Grenzfläche (F) zwischen den beiden Paaren (5¹, 5") von Gürtellagen (51, 52, 53, 54)

und
h die Dicke jeder Gürtellage,

jeweils gemessen längs der Schnittlinie der Äquatorialebene mit dem Reifen, bedeuten,

- der Absolutwert von β größer als der Absolutwert von oc ist

- und die Winkel X₁, *- bzw. ß., ß- um höchstens 0,026 rad von den Winkeln &■ bzw. A abweichen.
2. Luftreifen nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

daß er eine zwischen der Karkassenbewehrung (2) und dem Block (5) der Gürtellagen (51, 52, 53, 54) angeordnete Gummischicht (9) mit vorzugsweise gleichbleibender Dicke aufweist.

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BAD ORKlINAL

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3. Luftreifen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

daß die Differenz ,3-.λ höchstens gleich 0,35 rad ist.
4. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

daß die Gürtellagen (51, 52, 53, 54) mit Einzeldrähten aus Metall, vorzugsweise aus Stahl, verstärkt sind,
5. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

daß der Krümmungsradius des Blocks (5) der Gürtel lagen (51, 52, 53, 54) in Meridianrichtung größer ist als der Krümmungsradius in Äquatorialrichtung.

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