DE3202008A1

DE3202008A1 - Hochdruck-schwerlastluftreifen mit radialkarkassenbewehrung und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE3202008A1
Application number: DE3202008A
Authority: DE
Inventors: Jacques 63000 Clermont-Ferrand Musy
Original assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Current assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Priority date: 1981-02-12
Filing date: 1982-01-22
Publication date: 1982-09-23
Also published as: AU547433B2; CH646652A5; OA07013A; GB2092963B; IT1191165B; NZ199690A; EG15695A; IE52538B1; BR8200746A; NO153327C; DE3202008C2; MX159332A; AR225718A1; SU1277885A3; NL8200505A; ES273338Y; NO153327B; NO820410L; GB2092963A; SE8200811L

Description

PRiNZ~B4JNKE &RÄHTNER ₃₂0?003

Patentanwälte ■ European Patent Attorneys *~

München ζ" Stuttgart

21. Januar 1982

MICHELIN & CIE

(Compagnie Generale des Etablissements MICHELIN)

63040 CLERMONT-FERRAND / Frankreich
Unser Zeichen: M 1524

Hochdruck-Schwerlastluftreifen mit Radialkarkassenbewehrung und Verfahren zu seiner Herstellung

Die Erfindung betrifft Luftreifen mit Radialkarkassenbewehrung, die zum Tragen großer Lasten bestimmt und auf verhältnismäßig hohe Drücke aufgepumpt sind, insbesondere Luftreifen für Flugzeuge .

Um die Umfangsspannungen, insbesondere die von den hohen Aufpumpdrücken erzeugten Umfangsspannungen, optimal aufzunehmen, kann die Scheitelbewehrung solcher Luftreifen übereinanderliegende Lagen von Umfangsfäden aufweisen. Während die radialen Fäden der Karkassenbewehrung für die Aufnahme der Meridianspannungen optimal orientiert sind, zeigt die Erfahrung, daß die der Karkassenbewehrung am nächsten liegenden Umfangsfäden der Scheitelbewehrung Kompressionen erleiden, die der Lebensdauer der Luftreifen abträglich sind. Diese Kompressionen stammen von beträchtlichen Verformungen des Luftreifens beim Rollen, denn die infragestehenden Luftreifen erleiden im allgemeinen größere Stauchungen als übliche Luftreifen, obwohl sie auf höhere Drücke aufgepumpt sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kompression der der Karkassenbewehrung am nächsten liegenden Umfangsfäden bei Luftreifen der zuvor betrachteten Art zu vermeiden, ohne daß dies eine übermäßige Abnutzung des Laufstreifens zur Folge hat.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Fäden der Umfangsfadenlagen eine relative Bruchdehnung von wenigstens 8% und vorzugsweise zwischen 10% und 26% haben, wenn der vulkanisierte Luftreifen auf seine Betriebsfelge montiert, aber noch nicht aufgepumpt ist, und eine relative Schrumpfung unter der Einwirkung der Vulkanisierwärme von

I wenigstens 1,25% und vorzugsweise zwischen 2% und 8%.

Die Verwendung von Umfangsfüden, die unter der Einwirkung des Aufpumpdrucks so stark dehnbar sind, daß sie durch die

I im Betrieb auftretenden Verformungen des Luftreifens niemals

• zur Kompression gebracht werden können, verursacht eine über-

i mäßige Zunahme der radialen Krümmung des LaufStreifens, wenn

* der Luftreifen auf seine Betriebsfelge montiert und auf seinen ; Betriebsdruck aufgepumpt ist. Eine derartige Zunahme der

I radialen Krümmung ist für die Abnutzung des LaufStreifens I und insbesondere dessen mittlerer Zone nachteilig. Aus αχεί sem Grund ist es erfindungscremäß vorgesehen, Umfangsfäden zu 1 verwenden, die zugleich dehnbar und wärmeschrumpfbar sind, I d.h. aus Materialien gefertigt sind, die unter der Einwirkung

ξ der Vulkanisierwärme schrumpfen.

? Es sind Textilmaterialien, wie Polyamide und Polyester, bekannt,

:■ die bei geeigneter und gleichfalls bekannter Vorbehandlung die

' Herstellung von Fäden ermöglichen, die einerseits unter der

j Einwirkung der Vulkanisierwärme eine relative Schrumpfung von

- wenigstens 1,25% und vorzugsweise zwischen 2% und 8% aufweisen und andrerseits eine relative Bruchdehnung von wenigstens 8%

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und vorzugsweise zwischen 10% und 26% haben. Im allgemeinen zeigen die Materialien, die Fäden mit geringerer Bruchdehnung ergeben, die größere Wärmeschrumpfung. Nach dem gegenwärtigen Stand der Kenntnisse über diese Materialien überschreiten die oberen Grenzen der relativen Schrumpfung und der relativen Dehnung kaum 8% bzw. 26%, doch erstreckt sich das der Erfindung zugrundeliegende Prinzip auf Fäden, bei denen diese Grenzen über den zuvor angegebenen liegen.

Wenn man einen erfindungsgemiäßen Luftreifen aus der Form entnimmt, in der er vulkanisiert worden ist, verursacht die von der Vulkanisierwärme erzeugte Spannung der Umfangsfäden der Scheitelbewehrung eine Verminderung der radialen Krümmung des Scheitels und demzufolge des LaufStreifens des auf seine Betriebsfelge montierten, aber noch nicht aufgepumpten Luftreifens gegenüber der Krümmung des Scheitsls des Luftreifens in der Form. Unter Verminderung der Krümmung versteht man die Änderung der Vulkanisierkrümmung des Scheitels zu einer kleineren oder negativen Krümmung beim Druck Null hin, wenn die Anfangskrümmung oder Vulkanisierkrümmung positiv oder Null ist, d.h. wenn der Scheitel vom Luftreifen nach außen hin konvex oder zylindrisch ist, oder zu einer dem Absolutwert nach größeren negativen Krümmung hin, wenn die Anfangskrümmung oder Vulkanisierkrümmung negativ ist, d.h. wenn der Scheitel nach außen hin konkav ist. Mit anderen Worten: der äquatoriale Vulkanisierradius des Scheitels, gemessen an der Oberfläche des Laufstreifens, ist größer als der gleiche äquatoriale Radius beim Druck Null. Wenn man den Luftreifen auf seinen Betriebsdruck aufpumpt, ändert sich die Krümmung, die der Scheitel beim Druck Null hat, von einer negativen Krümmung zu einer dem Absolutwert nach kleineren negativen Krümmung, zur Krümmung Null oder zu einer positiven Krümmung, oder von einer positiven Krümmung zu einer dem Absolutwert nach größeren positiven Krümmung. In allen Fällen nimmt der äquatoriale Durchmesser

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beim Druck Null während des Aufpumpens auf den Betriebsdruck zu. Wie zu erkennen ist, ermöglicht es die Erfindung, das Meridianprofil des LaufStreifens so einzustellen, daß eine optimale Abnutzungsfestigkeit erhalten wird, ohne daß die Lebensdauer der Umfangsfäden der Scheitelbewehrung infrage gestellt wird. Unter Umfangsfäden sind Fäden zu verstehen, die mit der Umfangsrichtung des Luftreifens den Winkel Null bilden oder höchsten um +2,5° von der Umfangsrichtung abweichen.

Die Verwendung von Luftreifen nach der Erfindung mit stark konkavem Laufstreifen (stark negativer Krümmung) vor dem Aufpumpen hat sich insbesondere für Flugzeugluftreifen als vorteilhaft erwiesen, da die Gefahr verringert wird, daß die der Karkassenbewehrung benachbarten Umfangsfäden zur Kompression gebracht werden. Mit der Erfindung können Luftreifen erhalten werden, deren Laufstreifen im aufgepumpten Zustand eine Konkavitäts-Pfeilhöhe aufweist, die um wenigstens 10% größer als diejenige der Form ist. Unter Konkavitäts-Pf eilhöhe versteht man die Differenz der Radien des Laufstreifens, gemessen an den am weitesten von der Drehachse des Luftreifens entfernten Punkten der Schultern und am Äquator des LaufStreifens, wenn der Luftreifen auf seine Betriebsfelge montiert, aber noch nicht aufgepumpt ist. -In diesem Fall weist die Erfindung einen besonderen zusätzlichen Vorteil auf; sie löst nämlich ein Problem, das für die betrachtete Art von Luftreifen spezifisch ist, wenn der Laufstreifen eine ausgeprägte Konkavität hat. Wenn man nämlich einen derartigen Luftreifen, dessen Scheitelbewehrung Lagen von Umfangsfäden enthält, in einer Form vulkanisiert, deren Scheitel eine beträchtliche Konkavität hat, wird die Scheitelstruktur umso stärker in Unordnung gebracht, je größer die Ko-nkavitäts-Pfeilhöhe ist. Im Scheitel eines nicht vulkanisierten Luftreifens der betrachteten Art sind

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die Lagen der Umfangsfäden der Scheitelbewehrung sehr empfindlich für Änderungen der Krümmung, die durch das Bombieren und dann das Einformen des Scheitels verursacht werden. Daraus ergeben sich unerwünschte und unkontrollierbare Anhäufungen der Umfangsfäden in bestimmten Zonen des Scheitels sowie ungeordnete Abstandsänderungen der radialen Fäden der Karkassenbewehrung. Dies hat eine unzureichende Lebensdauer des Scheitels zur Folge.

Der Erfindung fällt demzufolge in diesem Fall das Verdienst zu, daß sie dem zuvor beschriebenen Entstehen einer Unordnung der Umfangsfäden der Scheitelbewehrung abhilft, indem sie ein Fertigungsverfahren vorschlägt, mit dem Luftreifen, deren Scheitel bzw. Laufstreifen eine starke Konkavität aufweisen, mit einer Form erhaLten werden können, deren Scheitel zylindrisch oder schwach konkav ist.

Es ist aus der FR-PS 2 057 798 bekannt, einen Luftreifen mit Radialkarkasse in einer Form zu vulkanisieren, deren Äquator-Radius kleiner als derjenige des montierten und aufgepumpten Luftreifens ist. Dieses Verfahren hat den Zweck, das Haftungsvermögen und die Abnutzungsfestigkeit des LaufStreifens von Straßenluftreifen zu verbessern. Deshalb liegt die Differenz der äquatorialen Radien in der Größenordnung von 1 mm. Die Scheitelbewehrung dieses Luftreifens enthält keine Umfangsfadenlagen. Daher sind die Fadenlagen beim Rollen keinen schädlichen Kompressionsbectnspruchungen ausgesetzt: Diese Fäden würden im übrigen beim Einformen des Luftreifens nicht in Unordnung gebracht werde:n, da gemäß dieser Patentschrift die Differenz zwischen den Radien an den Schultern und in der Mitte klein ist.

Andrerseits beschreibt die FR-PS 2 446 193 einen Luftreifen für Flugzeuge, der eine Radialkarkassenbewehrung und eine

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Scheitelbewehrung sowie einem Scheitel hat, die normal konvex sind. Die Fäden der Scheitelbewehrungslagen bestehen aus aromatischem Polyamid. Um Brüche der Fäden der äußeren Lagen zu vermeiden, haben diese Fäden größere relative Dehnungen als die Fäden der inneren Lagen. Eventuell bestehen die Fäden der äußeren Lagen aus aliphatischem Polyamid. Wegen der notwendigerweise sehr großen relativen Dehnungen dieser Fäden haben diese Fäden entweder kleine Titer oder größere Verdrehungen. Die Schrumpfspannungen, die sie im Verlauf der Vulkanisation entwickeln können, sind daher nicht ausreichend, um die darunterliegenden Scheitellagen zu beeinflussen, deren Fäden gegenüber der Vulkanisierwärme unempfindlich sind.

Allgemein ermöglicht die Erfindung die Herstellung von Luftreifen, bei denen die Konkavitäts-Pfeilhöhe des LaufStreifens (gemäß der obigen Definition) in der im Radialschnitt betrachteten Form, wobei die Vulkanisierkammer oder Vulkanisiermembran unter Druck steht, um wenigstens 10% von der Konkavitäts-Pfeilhöhe des LaufStreifens des gleichen Luftreifens verschieden ist, wenn der Druck in dar Vulkanisierkammer oder Vulkanisiermembran zu Null gemacht wird oder wenn der Luftreifen auf seine Betriebsfelge montiert, aber noch nicht aufgepumpt ist. Die Erfindung ermöglicht somit die Herstellung von Luftreifen, bei denen sich die Konkavitäts-Pfeilhöhe in der Form (unter Druck) um mehr als 25% und sogar um mehr als 50% oder 100% von der Konkavitäts-Pfeilhöhe beim Druck Null unterscheidet.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens besteht darin, daß es das Ausformen des Luftreifens erleichtert. Wenn man nämlich vor dem Öffnen der Form den Druck in der im Innern des Luftreifens befindlichen Vulkanisierkammer oder Vulkanisiermembran aufhebt, verursacht die Zusammenziehung der Umfangsfäden der Scheitelbewehrung ein Zusammenziehen des Scheitels und dessen Lösen von den Relief-Elementen des ScheiteLs der Form.

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Der auf seine Betriebsfelge montierte, aber noch nicht aufgepumpte Luftreifen nach der Erfindung ist demzufolge daran ; erkennbar, daß er einen Laufstreifen aufweist, der gegenüber » der Lage des LaufStreifens in der Form, deren Vulkanisier- I kammer oder Vulkani siermenbran unter Druck steht, in radia- j¹ ler Richtung zurückgegangen, d.h. kleiner ist. Das Zurück- ' gehen beträgt an jedem Punkt des LaufStreifens des Luftrei- I fens wenigstens 1% des entsprechenden Radius der Form, ge- { messen in bezug auf die Drehachse des Luftreifens. j

Die Lagen mit Umfangsfäden nach der Erfindung erstrecken sich =

axial wenigstens zwischen den beiden Schultern des Laufstrei- *

fens. Es ist vorteilhaft, wenn die axialen Breiten der Um- '

fangsfadenlagen radial nach außen kleiner werden. Die axial !

breiteste Umfangsfadenlage kann sich von einem Rand des Lauf- ?

Streifens bis zum anderen erstrecken. Durch die angegebene i Abnahme der axialen Breiten der Umfangsfadenlagen erhält man

eine zu den Rändern des Lauf Streifens hin abnehmende Faden- '<■

dichte. Die mittlere Zone des Lauf Streifens zieht sich star- '■

ker zusammen als die Ränder, wodurch die Konkavität des ι

Scheitels des noch nicht aufgepumpten Luftreifens vergrößert : wird. Zu diesem Zweck kann man auch wenigstens für die axial

breiteste Lage Fäden verwenden, die eine kleinere relative ;

Wärmeschrumpfung haben als die Fäden der anderen Umfangsfa- ;

denlagen. "

Eine Ausführungsform der Erfindung, die bevorzugt wird, weil
sie eine positive Beeinflussung der Schräglauf steif igkeit der erf; dungsgemäßen Luftreifen ermöglicht, besteht darin, daß man
mit den Umfangsfadenlagen wenigstens zwei Scheitellagen zusammenwirken läßt, deren Fäden in jeder Lage zueinander
parallel und von der einen zur .anderen Lage gekreuzt sind,
wobei sie Winkel zwischen 30° und 90° in bezug auf die Umfangsrichtung des Luftreifens bilden.

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I Die Fäden dieser schrägen Lagen sind ebenfalls dehnbar und

f wärmeschrumpfbar. Es ist vorteilhaft, Fäden zu verwenden,

I die eine geringe relative Bruchdehnung und eine große rela

I tive Wärmeschrumpfung im Vergleich zu den Umfangsfadenlagen

i haben. Vorzugsweise ist die relative Bruchdehnung umso ge-

i ringer, je größer und näher bei 90° der von den Fäden mit

I der Umfangsrichtung gebildete Winkel ist. Die gekreuzten

I schrägen Lagen sind im übrigen radial außerhalb der Umfangs-

* fadenlagen angeordnet. Die von der Vulkanisierwärme verur-

! sachte Zusammenziehung erzeugt eine transversale Verkürzung

\ der radial äußeren Bestandteile der Scheitelbewehrung. Daraus

\ ergibt sich eine Vergrößerung der Konkavität des Scheitels

\ des noch nicht aufgepumpten·Luftreifens, die sich zu der

* durch die Zusammenziehung der Umfangsfadenlagen erzeugten \ Konkavität addiert.

i Vorzugsweise sind auch die Fäden der Karkassenbewehrung inert,

I d.h. praktisch frei von Dehnbarkeit und Wärmeschrumpfung; sie

I bestehen bespielsweise aus Stahl, Glas oder aromatischem

s Polyamid.

s Die erzielten Vorteile beruhen dann vollständig auf der Wärme-

; schrumpfung der Scheitelbeweirung nach der Erfindung. Man kann

I aber auch dehnbare und wärmeschrumpfbare Fäden für die Kar-

1 kassenbewehrung verwenden, beispielsweise um deren Gewicht

{ und/oder Preis zu verringern. Einerseits ermöglicht eine sol-

I ehe Karkassenbewehrung die Abschwächung der von den Scheitel-

I bewehrungslagen verursachten Zunahme der Konkavität. Andreri . seits genügt es, die Anzahl der Umfangsfäden der Scheitelbe-

; wehrung, insbesondere im mittleren Bereich, zu vergrößern, um

; die entgegengesetzte Wirkung der dehnbaren und wärmeschrumpf-

^; baren Fäden der Karkassenbewehrung zu neutralisieren.

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Unter bestimmten Rollbedingungen, insbesondere bei großer Geschwindigkeit, kann die Scheitelbewehrung nach der Erfindung durch Gegenstände (Steine, von Fahrzeugen verlorene Metallteile usw.) beschädigt werden, die in der Bewegungsbahn des Luftreifens liegen.

Wegen der beträchtlichen Ausdehnung des Scheitels des Luftreifens unter der Wirkung des Aufpumpens ist es nicht immer möglich, einen Schirm aus üblichen elastischen Fäden zu verwenden. Die Dehnbarkeit dieser Fäden ist unzureichend. Die Ausdehnung des Scheitels nach der Erfindung ist so beträchtlich, daß diese Fäden ihre fundamentalen Eigenschaften verlieren würden. Sie könnten ihre Schutzwirkung nicht mehr erfüllen und würden dazu beitragen, die Scheitelbewehrung in unerwünschter Weise zu verstärken.

Es fällt somit in den Rahmen der Erfindung, mit der erfindungsgemäßen Scheitelbewehrung wenigstens eine Lage von in der Lagenebene gewellten Fäden zusammenwirken zu lassen. Diese Lage ist radial außerhalb der Scheitelbewehrung angeordnet. Ihre Eigenschaften bilden weder ein Hindernis für die ungewöhnliche Ausdehnung des Scheitels noch verstärken sie diesen in unerwünschter Weise.

Zu diesem Zweck liegt der Abstand eines Fadens vom nächsten zwischen 50% und 100% der Spitzen-Spitzen-Amplitude der Wellungen, und die Wellenlänge der Wellungen liegt zwischen 100% der 200% der Spitzen-Spitzen-Amplitude; die Fäden sind in der Lage zueinander parallel, d.h., daß die Wellungen in Phase sind; die Mittelachsen der Wellungen der Fäden sind vorzugsweise im Winkel von 0° oder von 90° in bezug auf die Umfangsrichtung des Luftreifens orientiert. Diese bevorzugte Ausführungsform schließt nicht aus, daß

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wenigstens eine Lage von gewellten Fäden verwendet wird, deren Mittelachsen schräg zu der Umfangsrichtung verlaufen.

Diese Lage kann auch aus einam Fadengewirke gebildet werden, das beispielsweise dadurch erhalten wird, daß einfach die Wellungen gekreuzt werden. In diesem Fall ist der Abstand eines Fadens vom folgenden höchstens gleich der Spitzen-Spitzen-Amplitude der Wellungen der Fäden. Die Elastizität des Gewirkes nimmt zu, wenn die Abstände der Fäden verringert werden.

Fäden im Sinne der Erfindung sind vorzugsweise Zwirne, Litzen oder Seile.

Die Zeichnung und der zugehörige Beschreibungsteil erläutern ein Ausführungsbeispxel der Erfindung. In der Zeichnung zeigen schematisch und nicht maßstabsgerecht:

Die Figuren 1A und 1B

einen halben Radialschnitt eines Luftreifens nach der Erfindung, und zwar Fig. 1A in einer Vulkanisierform mit konkavem Scheitel, wobei die Vulkanisierkammer oder Vulkanisiermembran unter Druck gesetzt ist, und Fig. 1B auf der Betriebsfelge, jedoch noch nicht aufgepumpt,

Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht des von dem Kreis II in

] Fig. 1 umschriebenen Teils des Scheitels des Luft-

! reifens,

Fig. 3 eine verkleinerte Ansicht des auf seiner Felge

montierten und auf den Betriebsdruck aufgepumpten, jedoch unbelasteten Luftreifens uns

Fig. 4 schematisch einen Teil einer Schutzlage eines

solchen Luftreifens.

Der in den Figuren 1 bis 3 dargestellte Flugzeugluftreifen 1 entspricht der handelsüblichen Abmessung 750 χ 230-15. Er enthält einen Laufstreifen 2, eine Radialkarkassenbewehrung 3, die in jedem Wulst 4 durch Umschlagen um einen Wulstkern 5 verankert ist, und eine Scheitelbewehrung 6, die um die Karkassenbewehrung 3 herum angeordnet ist.. Die Zusammensetzung dieser Scheitelbewehrung 6 ist in Fig. 2 detailliert dargestellt.

Die Scheitelbewehrung 6(Fig. 2) enthält einerseits drei Lagen 6', 6", 6'" von Fäden aus aliphatischen^ Polyamid des Titers 188 χ 2 χ 2 tex, die etwa 22% Dehnung vor dem Bruch unter einer Kraft von 60 daN haben; unter Wärmeeinwirkung schrumpfen diese Fäden um 6 bis 7%. In jeder dieser drei Lagen sind die Fäden in der Umfangsrichtung orientiert. Die Lage 6'", die radial außerhalb der beiden anderen Lagen liegt, hat eine Breite von 108 mm, während die Lagen 6' und 6" eine Breite von 214 mm bzw. 212 mm haben und sich bis in die Schultern 7 des Luftreifens erstrecken.

Die Scheitelbewehrung 6 (Fig. 2) enthält andererseits außerhalb der Lagen 6' , 6" und 6'" zwei Lagen 6^1V und 6^V von Fäden aus aliphatischen!. Polyamid des Titers 94 χ 3 tex mit etwa 22% Dehnung vor dem Bruch unter einer Kraft von 15 daN; unter Wärmeeinwirkung schrumpfen diese Fäden um 3 bis 5%. In jeder dieser beiden Lagen bilden die Fäden einen Winkel von 60° mit der Umfangsrichtung des Luftreifens; sie sind von einer Lage zur anderen gekreuzt. Die Lage 6 hat eine Breite von 155 mm, und die Lage 6^V hat eine Breite von 152 mm.

Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform besteht die Karkassenbewehrung 3 aus drei Lagen 3', 3", 3"', von denen jede pro Zentimeter Breite zwölf Fäden aus aliphatischem Polyamid des Titers 188 χ 2 tex mit etwa 24% Dehnung vor dem Bruch unter einer Kraft von 28 daN enthält; unter Wärmeeinwirkung schrumpfen diese Fäden um etwa 5%.

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Bei einer anderen Ausführungsform, die in der Zeichnung nicht dargestellt ist, besteht die Radialkarkassenbewehrung aus zwei Lagen, von denen jede pro Zentimeter Breite elf Kabel aus aromatischem Polyamid des Titers 167 χ 2 tex mit etwa 3,9% Dehnung vor dem Bruch unter einer Kraft von 48 daN hat; diese Fäden schrumpfen nicht unter Wärmeeinwirkung.

Für diese beiden Ausführungsformen wird die gleiche Form 8 zum Vulkanisieren des Luftreifens 1 verwendet. Der Formhohlraum hat eine maximale axiale Breite L und eine Konkavitäts-Pfeilhöhe f, die gleich L χ 1,76/100 ist. Bei dem dargestellten Beispiel ist f gleich 4,25 mm. Die Vulkanisiermembran steht unter Druck.

Aus einem Vergleich von Fig. 1A mit Fig. 1B ist folgendes zu erkennen: Wenn der aus der Form 8 entnommene Luftreifen auf seiner Betriebsfelge 9 montiert, aber noch nicht aufgepumpt ist, ist die radiale Krümmung seines LaufStreifens 2 mit dessen Scheitelbewehrung 6, gemessen am Äquator, d.h. in der Mittelebene X-X¹, wegen der von der Vulkanisierwärme in den Fäden der Scheitelbewehrung erzeugten Spannung merklich größer geworden (Fig. 1B). Während der Scheitel der Form 8 schwach konkav ist (Konkavitäts-Pfeilhöhe f = 4,25 mm, Fig. 1A), nimmt der Scheitel-des Luftreifens nach dem Ausformen, aber vor dem Aufpumpen auf seiner Betriebsfelge 9, eine stärker ausgeprägte Konkavität als in der Form an (Konkavitäts-Pfeilhöhe f₁ = 5,75 mm; Fig. 1B). Γη der Zone der Schultern 7 liegt der Rückgang d gegenüber dem Radius der Form in der gleichen Zone in der Größenordnung von 4,1%, während in der Äquatorialzone der Rückgang (E.-f+d), bezogen auf den Radius der Form in der Ebene X-X¹, in der Größenordnung von 4,6% liegt.

Wenn der Luftreifen gemäß der in der Zeichnung nicht dargestellten Ausführungsform aus der Vulkanisierform entnommen und auf seiner Betriebsfelge montiert, aber noch nicht aufgepumpt ist, hat die radiale Krümmung seines LaufStreifens mit dessen Scheitelbewehrung, gemessen am Äquator, noch mehr zugenommen als im Fall des Luftreifens, der die zuvor beschriebene Karkassenbewehrung mit drei Lagen hat. Die Konkavitäts-Pfeilhöhe, die in der Form f = 4,25 mm betrug, hat näm- j lieh bei dem auf seiner Betriebsfelge montierten, aber noch f nicht aufgepumpten Luftreifen den Wert f.. = 9,25 mm angenommen. §

Bei den beiden zuvor beschriebenen Beispielen nimmt der Schei- *■ tel des auf seinen Betriebsdruck aufgepumpten Luftreifens

wegen der Dehnbarkeit der Fäden der Scheitelbewehrung eine '-

geringfügig konvexe Form an, wie in Fig. 3 dargestellt ist. '

Ein sehr dehnbarer Schutzschirm ist nach dem Schema von Fig. für einen Flugzeugluftreifen der Abmessungen 46 χ 16-20 realisiert worden. Zu diesem Zweck verwendet man eine Lage aus Litzen 70 von 1 mm Durchmesser, die aus neun Stahldrähten von 23/100 mm Durchmesser gebildet sind. Die Wellungen sind sinusförmig mit einer Amplitude A von 5 mm zwischen der Spitze 701 und der Spitze 702 und reit einer Wellenlänge λ von 5 mm. Der Abstand e der parallelen, d.h. gleichphasigen Litzen 70, beträgt 3,5 mm. Die Mittelachsen 71 der Wellungen sind im Winkel von 90° in bezug auf die (nicht dargestellte) Umfangsrichtung orientiert.

Fig. 4 zeigt eine teilweise Darstellung von zwei benachbarten Litzen 70 dieser Schutzlage. Der Abstand e der Litzen ist gleich dem Abstand zwischen den Mittelachsen 71 von zwei Wellungen. Die Wellenlänge λ ist der doppelte Wert des Abstandes zwischen zwei aufeinanderfolgenden Schnittpunkten I und I¹ einer Sinuslinie 70 mit der Mittelachse 71. Die Amplitude A ist der Abstand zwischen einer Spitze 701 und der

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folgenden Spitze 702 einer Sinuslinie 70. Unter Wellung ist im Rahmen der Erfindung jeder sinusförmige oder sägezahnförmige Kurvenzug mit oder ohne abgeschnittenen Spitzen zu verstehen.

Wie zu erkennen ist, haben die Amplituden, Wellenlängen und Abstände der Litzen unübliche Werte im Vergleich zu den bekannten Lagen mit gewellten Fäden.

Man kann die gewellten Fäden auch durch Schraubenfedern mit beispielsweise elliptischem oder rechteckigem Querschnitt ersetzen, deren große Achse oder große Seite parallel zu der Ebene der verwendeten Lage ist. Diese Federn bestehen vorzugsweise aus Stahldraht. Man kann als Schutzschirm auch wenigstens eine Lage von annähernd parallelen Metallfasern (Durchmesser: von 0,1 bis 1 mm; Längen: von 5 bis 20 mm) verwenden, die in einer Gummischicht verteilt sind.

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L θ e r s e i t e

ORIGINAL INSPECTED

Claims

PRINZ-, BLINKE & PARTNER 3202QQQ Patentanwälte · European Patent Attorneys München Stuttgart 21. Januar 1982 MICHELIN & CIE (Compagnie Generale des Etablissements MICHELIN) 63040 CLERMONT-FERRAND / Frankreich Unser Zeichen: M 1524 Patentansprüche

1. Hochdruck-Schwerlastluftrsifen, insbesondere für Flugzeuge, mit einem Laufstreifen, einer an wenigstens einem Wulstkern in jedem Reifenwulst verankerten Radialkarkassenbewehrung und mit einer Scheitelbewshrung, die wenigstens zwei übereinanderliegende Lagen von dehnbaren Umfangsfäden aufweist und radial außerhalb der Karkassenbewehrung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden der Umfangsfadenlagen eine relative 3ruchdehnung von wenigstens 8% und vorzugsweise zwischen 10% und 26% haben, wenn der vulkanisierte Luftreifen auf seine Betriebsfelge montiert, aber noch nicht aufgepumpt ist, und eine relative Schrumpfung unter der Einwirkung der Vulkanisierwärme von wenigstens 1,25% und vorzugsweise zwischen 2% und 8%.

2. Luftreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Laufstreifen des auf seine Betriebsfelge montierten, aber noch nicht aufgepumpten Luftreifens in an sich bekannter Weise eine kleinere radiaLe Krümmung hat als der Laufstreifen des gleichen Luftreifens nach dem Aufpumpen auf seinen Betriebsdruck.

3. Luftreifen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Laufstreifen des auf seine Betriebsfelge montierten, aber noch nicht aufgepumpten Luftreifens eine in an sich bekannter Weise negative radiale Krümmung und eine Konkavitäts-Pfeilhöhe hat, die um wenigstens 10% größer als diejenige der Form ist.

4. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Laufstreifen des auf seine Betriebsfelge montierten, aber noch nicht aufgepumpten Luftreifens in an sich bekannter Weise eine kleinere Ausdehnung in radialer Richtung als der Laufstreifen des gleichen Luftreifens nach dem Aufpumpen auf seinen Betriebsdruck hat.

5. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die ümfangsfadenlagen axial wenigstens zwischen den beiden Schultern des LaufStreifens erstrecken.

6. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsfadenlagen in an sich bekannter Weise radial nach außen kleiner werdende axiale Breiten haben.

7. Luftreifen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die axial breiteste Umfangsfadenlage von einem Rand des LaufStreifens bis zum anderen erstreckt.

8. Luftreifen nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die axial breiteste ümfangsfadenlage in an sich bekannter Weise Fäden aufweist, deren relative Schrumpfung unter der Vulkanisierwärme kleiner als diejenige der Fäden der anderen Ümfangsfadenlagen ist.

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9. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dessen Scheitelbewehrung außerdem radial außerhalb der Umfangsfadenlagen wenigstens zwei schräge Lagen enthält, deren Fäden in jeder Lage zueinander parallel und von einer Lage zur folgenden gekreuzt sind, dadurch gekennzeichnet/ daß die Fäden der schrägen Lagen Winkel zwischen 45 und 90° in bezug auf die Umfangsrichtung des Luftreifens bilden und dehnbar und wärmeschrumpfbar sind.

10. Luftreifen nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden der schrägen Lagen eine geringe relative Bruchdehnung und eine große Wärmeschrumpfung unter der Vulkanisierwärme im Vergleich zu der Dehnbarkeit und Wärmeschrumpfharkeit der Fäden der Umfangsfadenlagan haben.

11. Luftreifen nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Bruchdehnung der Fäden der schrägen Lagen umso kleiner ist, je größer und näher bei 90° der von diesen Fäden mit der umfangsrichtung gebildete Winkel ist.

12. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die radialen Fäden der Karkassenbewehrung ebenfalls dehnbar sind und unter der Vulkanisierwärme schrumpfen.

13. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die radialen Fäden der Karkassenbewehrung praktisch frei von Dehnbarkeit und Wärmeschrumpfung unter der Vulkanisierwärme sind.

14. Verfahren zum Herstellen eines Luftreifens nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftreifen in einer Form vulkanisiert wird, deren Scheitel einerseits eine weniger ausgeprägte Konkavität hat und andrerseits radial weiter von der Drehachse des Luftreifens entfernt ist

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I als der Laufstreifen des Luftreifens, wenn die Vulkanisier-ί

1 kammer oder -membran drucklos ist, so daß die Konkavitäts-

* Pfeilhöhe des LaufStreifens in der Form, deren Vulkanisier-

I kammer oder -membran unter Druck steht, sich um wenigstens

; 10% von der Konkavitäts-Pfeilhöhe unterscheidet, die der

f Laufstreifen des Luftreifens hat, wenn die Vulkanisierkammer

! oder -membran drucklos ist.

j

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß

j die Vulkanisation des Luftreifens in einer Form erfolgt,

{ deren Konkavitäts-Pfeilhöhe sich um mehr als 25% und sogar

i um mehr als 50% oder 100% von der Konkavitäts-Pfeilhöhe

I unterscheidet, die der Laufstreifen hat, wenn die Vulkani-

\ sierkammer oder -membran drucklos ist.

ι

16. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß

I der Rückgang an jedem Punkt des LaufStreifens des Luftrei-

! fens gegenüber der Position des LaufStreifens in der Form,

I deren Vulkanisierkammer oder -:nembran unter Druck steht,

\ wenigstens gleich 1% des in bezug auf die Drehachse des

I Luftreifens gemessenen entsprechenden Radius der Form ist.

ρ

17. Luftreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekenn-

] zeichnet, daß radial außerhalb der Scheitelbewehrung wenig-

! stens eine Lage von in der Ebene der Lage parallelen, gewell-

I ten Fäden angeordnet ist, wobei der Abstand der Fäden zwischen

i 50% und 100% der Spitzen-Spitze η-Amplitude der Wellungen

I liegt, die Wellenlänge der Weisungen zwischen 100% und 200%

I dieser Amplitude liegt und die Mittelachsen der Wellungen

I der Fäden vorzugsweise im Winkel von 0° oder 90° orientiert

i sind.

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