DE2920285A1 - Luftreifen mit radialer karkasse - Google Patents

Luftreifen mit radialer karkasse

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DE2920285A1 DE19792920285 DE2920285A DE2920285A1 DE 2920285 A1 DE2920285 A1 DE 2920285A1 DE 19792920285 DE19792920285 DE 19792920285 DE 2920285 A DE2920285 A DE 2920285A DE 2920285 A1 DE2920285 A1 DE 2920285A1
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Description

Patentanwalts
Dipl.-lng. Dipl.-Chem. Dipl.-lng. 2920285
E. Prinz - Dr. G. Hauser - G. Leiser
Ernsbergerstrasse 19
8 München 60
17. Mai 1979
MICHELIN & GIE
(Compagnie Generale des Etablissements MICHEIIiT)
Clermont-Ferrand, Frankreich Unser Zeichen; M 1469
Luftreifen mit radialer Karkasse
Die Erfindung betrifft Luftreifen mit einer Karkassenbewehrung, die wenigstens eine Lage von radialen, an wenigstens einem Wulstkern in jeder Wulst verankerten Fäden oder Kabeln aufweist,und mit einer radial außerhalb der Karkasse befindlichen Scheitelbewehrung, die wenigstens drei übereinanderliegende Lagen von Fäden oder Kabeln enthält, die in jeder Lage parallel verlaufen und sich lagenweise kreuzen und dabei mit der Längsrichtung des Reifens unterschiedliche Winkel von weniger als 90° einschließen.
Eine solche Scheitelbewehrung aus Metallkabeln ist in der französischen Patentschrift 1 001 585 beschrieben. Sie kann eine Kordlage aufweisen, deren Kordfäden mit der Längsrichtung des Reifens einen Winkel zwischen 8 und 20° bilden,
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sowie zwei Kordlagen, deren Kordfaden mit der Längsrichtung des Reifens Winkel zwischen 60 und 75° einschließen. Infolge ihrer sehr hohen Steifigkeit hat diese Scheitelbewehrung eine axiale Breite, die kleiner ist als die Breite der Lauffläche. Um die Abnutzung der Ränder der lauffläche zu vermindern, wurde in der französischen Patentschrift 1 558 vorgeschlagen, die Scheitelbewehrung zu verbreitern derart, daß sie in die Schultern des Reifens hineinragt. Die Lebensdauer eines solchen Reifens läßt jedoch zu wünschen übrig.
Andererseits erscheint es, insbesondere mit Rücksicht auf eine Verbesserung der Lebensdauer des Reifens und seines Verhaltens auf der Straße und gegenüber Unebenheiten vorteilhaft, die Querschnittskrümmung der Lauffläche zu verringern. Dies kann geschehen, indem man die Karkassenbewehrung mit einer möglichst breiten und im Querschnitt sehr wenig gekrümmten Äquatorialzone versieht. Die Querschnittskrümmung dieser Zone ist dabei zweckmäßig kleiner als ihre am Äquator gemessene Umfangskrümmung. Auf diese Weise ist es möglich, die Querschnittskrümmung der Seitenwände und damit ihre Empfindlichkeit gegenüber Einschnitten zu verringern. Allerdings erfordert dies, zwischen der Äquatorialzone und den Reifenwänden Übergangszonen vorzusehen, wo die Querschnittskrümmung der Karkassenbewehrung nicht nur den maximalen Wert hat, sondern auch sehr hohe absolute Werte erreicht.
Die Verbreiterung der quasi zylindrischen Zone der Lauffläche hat eine gewisse Anzahl von Nachteilen im Gefolge. Die dem Aufblasdruck ausgesetzte Karkassenbewehrung strebt danach, ihr natürliches Gleichgewichtsprofil anzunehmen. Sie beeinflußt dubei die Scheitelbewehrung, indem sie insbesondere die Arbeitslagen derselben einer beträchtlichen
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Spannung aussetzt. Die starke Querschnittskrümmung der Übergangszonen des montierten und aufgeblasenen Reifens wird durch das statische und dynamische Eindrücken des Reifens durch die Belastung und durch Bodenunebenheiten noch verstärkt. Es ergibt sich daraus eine Vergrößerung der Beanspruchungen sowohl der Übergangszonen der Karkassenbewehrung als auch der Randzonen der Scheitelbewehrung. Außerdem werden dadurch die Übergangszonen empfindlicher gegen Einschnitte und Einstiche, und zwar gilt dies besonders bei Luftreifen für Schwer- und Schwerstlastkraftfahrzeuge, die außerhalb der Straßen im Gelände fahren.
Die Erfindung hat die Aufgabe, die aus einer Verminderung der Querschnittskrümmung im Äquatorialbereich der Karkassenbewehrung sowie der Verstärkung der Querschnittskrümmung im Schulterbereich herrührenden Nachteile zu vermeiden.
Erreicht wird dies gemäß der Erfindung dadurch, daß die Scheitelbewehrung einerseits zwei übereinanderliegende lagen von in jeder Lage parallelen und sich lagenweise kreuzenden Fäden oder Kabeln sehr geringer Dehnung hat, die mit der Längsrichtung des Reifens Winkel zwischen 50° und 70° bilden, während andererseits wenigstens eine Lage von elastischen Fäden oder Kabeln vorhanden ist, die in dieser Lage parallel verlaufen und mit der Längsrichtung des Reifens einen Winkel zwischen 5 und 15° bilden, wobei die Lage eine axiale Breite aufweist, die kleiner als diejenige der Lauffläche ist,und wenigstens eine der beiden Lagen mit Fäden oder Kabeln von sehr geringer Dehnung sich radial innerhalb der Lage mit den elastischen Fäden oder Kabeln befindet.
Die axiale Breite der Lauffläche ist gleich der axialen Breite der mit dem Boden in Berührung stehenden Oberfläche
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des Laufstreifens, wenn der Luftreifen neu und nach den üblichen Normen aufgeblasen und belastet ist.
Als Fäden oder Kabel sehr geringer Dehnung sind Fäden oder Kabel, vorzugsweise aus Stahl, zu verstehen, deren relative Dehnung sL— bei 10 # ihrer Bruchfestigkeit kleiner als 0,2 $ ist. Im Falle der Verwendung von Kabeln aus Stahldrähten ist die Schlaglänge zweckmäßig größer als das zwölffache des Scheindurchmessers der Kabel.
Unter elastischen Fäden oder Kabeln sind solche zu verstehen, deren relative Dehnung A-=· bei einer Belastung von 10 # ihrer Bruchfestigkeit größer als 0,5 fi ist. Finden Kabel aus Stahldrähten Verwendung, so entsprechen diese zweckmäßig den Angaben der französischen Patentschrift 1 188 486.
Zur Bildung der Lagen sind die Fäden oder Kabel der Karkassenbewehrung und der Scheitelbewehrung wie üblich in eine dünne Gummischicht eingebettet.
Zweckmäßig hat wenigstens eine der beiden gekreuzten Lagen mit sehr wenig dehnbaren Fäden oder Kabeln eine axiale Breite, die größer ist als die Breite der Lauffläche, so daß diese Lage seitlich in die Seitenwände des Reifens hineinragt. Vorteilhaft ist es weiterhin, wenn diese Lage diejenige ist, die der Karkassenbewehrung am nächsten liegt. Die genannte Lage kann bei Reifen mit einem Verhältnis H/B von wenigstens 0,65 über eine radiale Strecke h = 0,4 H verlaufen, wobei H die radiale Höhe des nicht belasteten, montierten und nach den üblichen Normen aufgeblasenen Reifens und B die maximale axiale Breite des Reifens ist.
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_ Q —
Den beiden Lagen aus Fäden oder Kabeln von sehr geringer Dehnung sind zweckmäßig zwei miteinander gekreuzte lagen von elastischen Fäden oder Kabeln zugeordnet, wobei die beiden Lagen mit Fäden oder Kabeln sehr geringer Dehnung radial entweder innerhalb der beiden gekreuzten Lagen mit elastischen Fäden oder Kabeln oder zwischen diesen beiden letztgenannten Lagen angeordnet sind.
Die erste Ausführungsmöglichkeit, bei welcher die beiden Lagen mit den Fäden oder Kabeln von sehr geringer Dehnung sich innerhalb der beiden Lagen mit den elastischen Fäden oder Kabeln befinden, ist vorzuziehen, insbesondere bei Luftreifen, die im Gelände außerhalb der Straßen fahren. Die Annäherung der Lagen mit den sehr wenig dehnbaren Fäden oder Kabeln an die Karkassenbewehrung vermindert die Beanspruchungen derselben vor allem in den stark konvexen Verbindungszonen zwischen Scheitel und Seitenwänden. Im Falle der Verwendung einer einzigen Lage aus elastischen Fäden oder Kabeln ist es auch empfehlenswert, diese radial außerhalb der beiden Lagen, mit den sehr wenig dehnbaren Fäden oder Kabeln anzuordnen.
Die Scheitelbewehrung gemäß der Erfindung verläuft zweckmäßig längs einer Äquatorialzone, deren axiale Breite von der Form des Luftreifens abhängt, parallel zu der Karkassenbewehrung. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform berührt die Scheitelbewehrung die Karkasse längs dieser Äquatorialzone, während sie axial außerhalb dieser Zone von der Karkassenbewehrung durch eine Gummischicht getrennt ist, deren Stärke mit der Entfernung von der Äquatorialzone bis zu einem Wert ansteigt, der an den Enden der Scheitelbe-
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wehrung 50 $> der Gesamtstärke der Reifenwandung erreichen kann. Eine solche Ausführung sichert den Schutz der stark gebogenen Yerbindungszonen der Karkassenbewehrung gegen Fremdkörper, die Einschnitte oder Einstiche verursachen können. Andererseits kann infolge der geringen Schräge der beiden Lagen mit den Fäden oder Kabeln von sehr geringer Dehnung gegenüber den radialen Fäden oder Kabeln der Karkassenbewehrung letztere leicht ihrem natürlichen Gleichgewichtsprofil nahekommen.
Eine weitere vorteilhafte Ausführung besteht darin, daß zwischen den Rändern der Lagen der Scheitelbewehrung gemäß der Erfindung Gummibänder angeordnet sind und/oder daß diese Lagen etwas unterschiedliche axiale Breiten haben.
Es ist überraschend, daß trotz der Verwendung von elastischen Kabeln, die für gewöhnlich für Schutzlagen, nicht aber für Bewehrungslagen Verwendung finden, die Radialreifen gemäß der Erfindung eine Spurhaltung zeigen, die wenigstens gleich derjenigen der Radialreifen von gleicher Abmessung mit üblicher Scheitelbewehrung ist.
Die Zeichnung zeigt zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung, und zwar sind:
Fig. 1 ein Querschnitt durch einen Reifen nach einem ersten Ausführungsbeispiel,
Fig. 2 eine Teilansicht der Scheitelbewehrung des Reifens nach Fig, 1,
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Fig. 3 ein Querschnitt durch einen Reifen nach einem anderen Beispiel, unter Fortlassung der Wulstbereiche, und
Pig. 4 eine Teilansicht der Scheitelbewehrung des Reifens nach Fig. 3.
Der Luftreifen 1 gemäß Fig. 1 hat eine Scheitelbewehrung 2, die sich radial außerhalb der Karkassenbewehrung 3 befindet, die aus einer einzigen lage mit radialen Stahlkabeln besteht. Die Karkasse ist nach außen herum um die Wulstkerne 4 der Wulste 5 zurückgeschlagen. Die Scheitelbewehrung 2 besteht aus vier Lagen 2A, 2B, 20 und 2D von in jeder Lage parallelen Fäden oder Kabeln, die sich jedoch in aufeinanderfolgenden Lagen kreuzen, wie dies aus Fig. 2 ersichtlich ist. Die Lagen 2B und 20 befinden sich zwischen den beiden Lagen 2A und 2D. Gemäß der Erfindung sind die beiden sich kreuzenden Lagen 2B und 20 mit Stahlkabeln von sehr geringer Dehnung (A·=· < 0,2) versehen, wobei sie mit der Längsrichtung des Reifens Winkel (K^ bzw. 0(, zweckmäßig zwischen 55° und 60° einschließen. Die Längsrichtung des Reifens ist durch die in der Ebene der Fig. 2 gradlinige Spur XX' der Äquatorialebene wiedergegeben, wobei in Fig. 1 die Spurlinie der Äquatorialebene die Gerade ZZ1 ist. H ist die vorstehend definierte Höhe des Luftreifens über der Felge 6. Die Lagen 2B und 20 aus sehr wenig dehnbaren Kabeln haben axiale Breiten Lp bzw. L,, die größer sind als die Breite L der Lauffläche A und in radialer Richtung nach der Außenseite des Reifens hin abnehmen. So erstreckt sich die Lage 2B über eine radiale Höhe h, die etwa 0,17 H entspricht. Die Lagen 2A und 2D aus elastischen Stahlkabeln (-^p > 0,5 %) sind so angeordnet, daß die eine Lage 2A die Karkassenbewehrung 3 berührt, während die andere Lage 2D sich radial außerhalb der beiden sich kreuzenden Lagen 2B und 20 aus Kabeln von sehr geringer Dehnung befinden. Die Lagen 2A und 2D sind so miteinander gekreuzt, daß sie mit der Längsrichtung XX' Winkel Oc^ bzw. <\ . zweckmäßig zwischen 8 und 12°
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einschließen. Ihre Breiten L^ bzw. L. nehmen ebenfalls radial nach außen hin ab, sind jedoch kleiner als die Breite L der Lauffläche 6. Zweckmäßig erreichen die Breiten L1 und L, zwischen 60 % und 80 $ der Breite L. Die Lage 2A berührt die Karkassenbewehrung 3 längs einer Äquatorialζone der Breite
Der Luftreifen 10 in der Ausführung nach Fig. 3 unterscheidet sich von dem Luftreifen 1 der Fig. 1 durch die Scheitelbewehrung 12. Diese besteht aus zwei Lagen 12A und 12B aus Stahlkabeln von sehr geringer Dehnung, die radial innerhalb der beiden Lagen 120 und 12D aus elastischen Stahlkabeln angeordnet sind. Die einander kreuzenden Lagen 12A und 12B bilden mit der Längsrichtung XX' Winkel ^1 bzw. β2 von annähernd 58,5°, während die sich kreuzenden Lagen 12C und 12D mit der Längsrichtung Winkel ,l> ■, bzw. β) α von annähernd 10° einschließen. Die Lage 12A berührt die Karkassenbewehrung 13 längs einer Äquatorialzone von der Breite 17, welche etwa das O,52fache der Breite L der Lauffläche ausmacht. Die größte axiale Breite des Luftreifens ist mit B bezeichnet.
Wie aus den Fig. 1 und 3 ersichtlich, hat die Karkassenbewehrung 3 bzw. 13 eine Äquatorialzone 7 bzw. 17» auf der sie praktisch zylindrisch ist.
Axial außerhalb der Zone 7 bzw. 17 und zwischen der wenig gekrümmten Seitenwand 8 bzw. 18 und der Zone 7 bzw. 17 befindet sich eine Übergangszone 9 bzw. 19 der Karkassenbewehrung 3 bzw. 13» wo die Karkassenbewehrung ihre größte Krümmung erreicht. Diese größte Krümmung ist im Vergleich mit den Krümmungen der Seitenwand 8 bzw. 18 und der Äquatorialzone 7 bzw. 17 sehr groß. Das zwischen der Seitenwand 8 bzw. 18 und der Äquatorialzone 7 bzw. 17 befindliche Maximum dieser sehr großen Krümmung beträgt das 6- bis 20-fache
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der Umfangskrümmung der Äquatorialzone 7 "bzw. 17 an dem Äquator, d.h. dort, wo die Spur ZZ1 der Äquatorialebene die Karkassenbewehrung 3 bzw. 13 schneidet.
Aus den Pig. 1 und 3 ergibt sich auch, daß die Lagen 2B und 12A aus Stahlkabeln von sehr geringer Dehnung, welche der Karkassenbewehrung 3 bzw. 13 am nächsten sind, von der Karkasse ,jeweils durch eine Gummischicht 3A bzw. 13A getrennt sind, deren Stärke E zur Gesamtstärke der Wand des Luftreifens, gemessen in dem Bereich des Lagenendes 2B1 bzw. 12A1, in dem vorstehend angegebenen Verhältnis steht. Im übrigen sind die Endabschnitte der Lagen 2A, 2B, 2C, 2D bzw. 12A, 12B, 12C, 12D fächerförmig angeordnet, derart, daß ihre Ränder voneinander durch dazwischen liegende keilförmige Gummibänder getrennt sind, deren Stärke mit dem Abstand von der Spurlinie ZZf der Äquatorialebene zunimmt.
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Claims (13)

  1. Patentanwälte Dipl.-Ing. 2920285 Di'pl.-lng Dipl.-Chem. G. Leiser E. Prinz Dr. G. Hauser Ernsbergerstrasse 19 8 München 60 17. Mai 1979
    MICHELIN & CIE
    (Compagnie Generale des Etablissements MICHELIN)
    Clermont-Ferrand, Frankreich.
    Unser Zeichen: M 1469
    Patentansprüche
    Luftreifen insbesondere für geländegängige Schwer- und Schwerstlastfahrzeuge mit einer wenigstens eine Lage von radialen, an wenigstens einem Wulstkern in jeder Wulst verankerten Fäden oder Kabeln aufweisenden Karkasse und einer radial außerhalb der Karkasse befindlichen Scheitelbewehrung, die wenigstens drei uberexnanderliegende Lagen von Fäden oder Kabeln enthält, die in jeder Lage parallel verlaufen, sich lagenweise kreuzen und dabei mit der Längsrichtung des Reifens unterschiedliche Winkel von weniger als 90° einschließen und wobei die Karkasse eine Äquatorialzone von geringer Krümmung aufweist, die beiderseits durch eine Zone von großer Krümmung mit den Reifenseitenwänden verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheitelbewehrung (2, 12) einerseits zwei uberexnanderliegende Lagen (2B, 2C bzw. 12A, 12B) aus in jeder Lage parallelen und sich von Lage zu Lage kreuzenden, mit der Längsrichtung (X-X1) Winkel zwischen 50° und 70° bildenden Fäden oder Drähten sehr geringer Dehnung hat und andererseits wenigstens eine
    Pr/Hf
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    lage aus elastischen Fäden oder Kabeln (2A, 2D bzw. 12C, 12D) aufweist, die in dieser Lage parallel verlaufen und mit der Längsrichtung (X-X1) einen Winkel zwischen 5° und 15° einschließen, wobei die Lage (2A, 2D bzw. 120, 12D) eine Breite von höchstens der Breite (L) der Lauffläche (A) hat und wenigstens eine der beiden Lagen (2B, 20 bzw. 12A, 12B) mit Fäden oder Kabeln von sehr geringer Dehnung sich radial innerhalb der Lage (2D bzw. 12C) mit elastischen Fäden oder Kabeln befindet.
  2. 2) Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden oder Kabel mit sehr geringer Dehnung gemessen unter einer Belastung von 10 % ihrer Bruchlast eine relative Dehnung von 0,2 fi aufweisen.
  3. 3) Luftreifen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabel aus Stahldrähten bestehen und eine Schlaglänge haben, die größer als der zwölffache Scheindurchmesser der Kabel ist.
  4. 4) Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Fäden oder Kabel bei 10 $ der Bruchbelastung eine relative Dehnung über 0,5 % aufweisen.
  5. 5) Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden oder Kabel sehr geringer Dehnung der beiden Lagen (2B, 2C bzw. 12A, 12B) mit der Längsrichtung (X-X1) Winkel zwischen 55° und 60° bilden.
  6. 6) Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ','ine der beiden Lagen (2B, 20 bzw. 12A, 12B) mit sehr wenig dehnbaren Fäden oder Kabeln eine axiale Breite (L2) hat, die größer ist als die Breite (L) der Lauffläche (A).
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  7. 7) Luftreifen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage (2B, 20 bzw. 12A, 12B) mit sehr wenig dehnbaren Fäden oder Drähten, die der Karkassenbewehrung am nächsten liegt, seitlich in die Seitenwände (8 bzw. 18) hineinragt, wobei sie sich über eine radiale Höhe erstreckt, die kleiner als 0,4 H ist und wobei H die radiale Höhe des nicht belasteten Reifens ist und das Verhältnis H/B des Reifens wenigstens 0,65 beträgt.
  8. 8) Luftreifen nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die darin bezeichnete Lage diejenige (2B bzw. 12A) der beiden Lagen (2B, 20 bzw. 12A, 12B) mit Fäden oder Kabeln von sehr geringer Dehnung ist, welche der Karkassenbewehrung am nächsten liegt.
  9. 9) Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Lagen (2B, 20 bzw. 12A, 12B) mit Fäden oder Kabeln . von sehr geringer Dehnung axiale Breiten (Lo» L·*) haben, die die Breite (L) der Lauffläche übertreffen.
  10. 10) Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Fäden oder Kabel der Lage (2A, 2D bzw. 120, 12D) mit der Längsrichtung (X-X1) einen Winkel zwischen 8° und 12° einschließen.
  11. 11) Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage (2D bzw. 120) mit elastischen Fäden oder Kabeln eine axiale Breite (L.) hat, die 60 bis 80 % der axialen Breite (L) der Lauffläche ausmacht.
  12. 12) Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Lagen (2A, 2D bzw. 120, 12D) mit miteinander gekreuzten elastischen Fäden oder Kabeln vorhanden sind,
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    wobei die axialen Breiten (L1, L,) dieser Lagen 60 bis 80 "/o der axialen Breite (L) der Lauffläche ausmachen.
  13. 13) Luftreifen nach Anspruch 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Lagen (2A, 2D) mit miteinander gekreuzten elastischen Fäden oder Kabeln vorhanden sind, wobei eine dieser Lagen (2A) radial innerhalb und die andere Lage (2D) radial außerhalb der beiden Lagen (2B, 2C) mit Fäden oder Kabeln von sehr geringer Dehnung angeordnet ist.
    H) Luftreifen nach Anspruch 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Lagen (12G, 12D) mit miteinander gekreuzten elastischen Fäden oder Kabeln vorhanden sind, wobei die beiden Lagen (12C, 12D) radial außerhalb der beiden Lagen (12A, 12B) mit Fäden oder Kabeln von sehr geringer Dehnung angeordnet sind.
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