-
Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Luftreifen mit radialer Karkassenbewehrung,
der dazu vorgesehen ist, große
Lasten zu tragen und auf relativ hohe Drücke aufgepumpt zu werden, und
insbesondere einen Flugzeugreifen.
-
Die
Bewehrungen der radialen Karkasse solcher Luftreifen enthalten im
Allgemeinen mehrere Lagen von textilen Verstärkungselementen, die in jedem
Wulst an mindestens einem ringförmigen
Verstärkungselement
und meistens an einem einzigen Wulstkern verankert sind. Die Verstärkungselemente der
Bewehrungen sind um den Wulstkern von innen nach außen unter
Bildung von Hochschlägen
umgeschlagen, deren jeweilige Enden in radialer Richtung in Bezug
auf die Drehachse des Luftreifens beabstandet sind. Die Bedingungen,
unter denen die Flugzeugreifen verwendet werden, sind so schwierig, dass
die Dauerfestigkeit der Wülste
gering ist, insbesondere auf der Höhe der Hochschläge der Karkassenbewehrung.
-
Eine
deutliche Verbesserung der Eigenschaften wird dadurch erhalten,
dass die Lagen der Karkassenbewehrung in zwei Gruppen aufgeteilt werden.
Die erste Gruppe umfasst die im Bereich der Flanken und Wülste axial
inneren Lagen der Karkassenbewehrung, wobei die Lagen in jedem Wulst
von der Innenseite zur Außenseite
des Luftreifens um einen Verankerungs-Wulstkern umgeschlagen sind. Die
zweite Gruppe besteht aus mindestens einer in dem oben angegebenen
Bereich axial äußeren Lage, wobei
die Lage im Allgemeinen teilweise von der Außenseite zur Innenseite des
Luftreifens um den Wulstkern umgeschlagen ist. Solche Anordnungen sind
bekannt und beispielsweise in dem Patent
US 4 244 414 (
2)
gezeigt.
-
Das
Patent
FR 2 671 517 (US-A-5
379 820) schlägt
eine, zu der vorher angegebenen Lösung ergänzende, Lösung vor, wobei diese Lösung darin
besteht, den Rand oder die Ränder
der genannten axial äußeren Lage(n)
zwischen den Hochschlägen
der axial inneren Lagen anzuordnen.
-
Die
Dauerfestigkeit der Wülste
von Flugzeugreifen sollte jedoch verbessert werden, insbesondere
wenn die Wülste
starken Mehrbelastungen ausgesetzt sind, die dazu führen können, dass
sie in der Größenordnung
von 50% ihrer Höhe
und mehr zerquetscht werden. Die große Zahl der Karkassenlagen,
die im Allgemeinen aus Verstärkungselementen aus
einem aliphatischen Polyamid gebildet werden, die erforderlich ist,
damit der Reifen die Spannung aushält, die durch den als Prüfdruck bezeichneten Druck
verursacht wird und der bekanntermaßen das vierfache des Betriebsdrucks
betragen muss, führt natürlich zur
Vervielfachung der freien Enden der Verstärkungselemente, zur Vervielfachung
der Grenzflächen
zwischen den Lagen, größeren Hystereseverlusten
und somit höheren
Betriebstemperaturen, wobei jeder dieser Faktoren zu einer weiteren Ermüdung der
Wülste
und einer Begrenzung der Dauerfestigkeit beiträgt.
-
Die
Lösung,
die von der vorliegenden Erfindung zur Verbesserung der Dauerfestigkeit
eines Flugzeugreifens vorgeschlagen wird, beruht auf der Verminderung
der Anzahl der Karkassenlagen, die in jedem Wulst um den Wulstkern
zur Verankerung umgeschlagen sind.
-
Die
Lösung
ist ein Flugzeugreifen nach Anspruch 1.
-
Eine
Lage wird als nicht um ein ringförmiges Verstärkungselement
umgeschlagen angesehen, wenn sich die Lage von einem Wulst zum anderen
erstreckt und an keinem ihrer Enden umgeschlagen ist; diese wesentliche
Anordnung unterscheidet die Erfindung von der Lehre der Druckschrift
GB 875 771 , worin bestimmte
Karkassenlagen an einem Ende nicht umgeschlagen und an ihrem anderen
Ende umgeschlagen sind.
-
Durch
die oben angegebene Anordnung kann ferner, wobei gleichzeitig eine
Zahl von Lagen vorliegt, die erforderlich und ausreichend ist, damit der
Luftreifen den durch den inneren Aufpumpdruck verursachten Spannungen
widerstehen kann, die Anzahl der Verstärkungslagen unter den ringförmigen Verstärkungselementen,
die zur Verankerung der Karkassenbewehrung dienen, deutlich vermindert werden,
was zu einer Verminderung des Innendurchmessers der Elemente und
somit einer besseren Positionierung der Elemente führt, wodurch
in der Folge eine bessere Verteilung der Kontaktdrücke zwischen den
Sitzen und Rändern
des Wulstes des Luftreifens und den Sitzen und Rändern der Felge, ein gleichförmigeres
Anpressen der Felge möglich
ist, wobei das Endresultat eine bessere Dauerfestigkeit der Wülste ist.
-
Es
wurde festgestellt, dass es für
die Verbesserung der Beständigkeit
in der Wasserberstprobe vorteilhaft ist, wenn die axial inneren,
nicht hochgeschlagenen Lagen unter den axial am weitesten innen
liegenden Lagen ausgewählt
sind, d. h. den Lagen, die am Luftreifen am weitesten innen liegen.
-
Die
Karkassenbewehrung wird vorteilhaft durch axial äußere Karkassenlagen komplettiert,
d. h. Lagen, die im Bereich der Scheitelbewehrung des Luftreifens
radial über
den axial inneren Lagen liegen und sich dann in den Flanken axial
außen
an den inneren Karkassenlagen und im Bereich der Wülste entlang
der Hochschläge
der inneren Lagen erstrecken, wobei sie an diese angrenzen. Die äußeren Lagen,
die ebenfalls aus textilen Verstärkungselementen
gebildet sind, sind teilweise um das ringförmige Verstärkungselement umgeschlagen
und ihre Enden befinden sich unter einer Geraden XX', die parallel zur
Drehachse des Luftreifens verläuft
und durch den Punkt des Querschnitts des ringförmigen Verstärkungselements
hindurchgeht, der in radialer Richtung am weitesten innen liegt,
und in axialer Richtung über
den Enden der axial inneren, nicht hochgeschlagenen Lagen. Die Anzahl
der äußeren Lagen
ist vorzugsweise gleich der Anzahl der nicht hochgeschlagenen axial
inneren Lagen.
-
Solche
Karkassenbewehrungen wurden in anderen Anwendungsbereichen, insbesondere
im Bereich der Luftreifen, die Personenkraftwagen (EP-A-700 797)
ausstatten, und insbesondere auf dem Gebiet der Notlauf-Luftreifen
f (US-A-5 511 599) bereits vorgeschlagen.
-
Die
Merkmale und weitere Vorteile der Erfindung gehen aus der Beschreibung
eines nicht einschränkenden
Beispiels besser hervor, zu dem eine Zeichnung gehört, dessen
einzige Figur schematisch im Meridianschnitt einen erfindungsgemäßen Luftreifen
zeigt.
-
Das
Beispiel ist das Beispiel eines Luftreifens mit der genormten Dimension
46 × 17,0
R 20 (Norm der 'Tire
and Rim Association').
Die Karkassenbewehrung (1) wird aus sechs Lagen (1A bis 1F) von
radialen textilen Seilen aus einem aliphatischen Polyamid (insbesondere
Nylonseile 188/3 oder 210/3) gebildet. Unter den radialen Seilen
eines Flugzeugreifens sind Seile zu verstehen, die mit der Umfangsrichtung
Winkel bilden, die im Bereich von 90 ± 15° liegen können. Von diesen sechs Lagen
sind vier Lagen (1A bis 1D) sogenannte in den
Flanken und Wülsten
axial innere Lagen. Zwei (1C und 1D) der vier
Lagen sind in jedem Wulst (2) von der Innenseite zur Außenseite
des Luftreifens P zur Bildung von Hochschlägen (10C und 10D)
um ein ringförmiges Verstärkungselement
mit, im hier untersuchten Beispiel, kreisförmigem Querschnitt umgeschlagen,
das die Form eines Wulstkerns (3) hat.
-
Die
Enden der Hochschläge
sind von der Basis des Wulstes, die durch eine parallel zur Drehachse
des Luftreifens verlaufende Linie XX' dargestellt ist, die durch den Punkt
des Querschnitts des Wulstkerns (3) hindurchgeht, der radial
am weitesten innen liegt, mit Höhen
von hC bzw. hD beabstandet.
Die größere Höhe hC ist die Höhe des Hochschlags (10C) der
axial inneren dritten Lage (1C), wohingegen die Höhe hD, die die kleinere ist, die Höhe des Hochschlags
(10D) der axial inneren vierten Lage (1D) angibt.
Die beiden Höhen
hC und hD betragen
26,7% bzw. 22,8% der Höhe
H des Luftreifens auf der Felge (nicht gezeigt). Per definitionem
ist die Höhe
des montierten und aufgepumpten Luftreifens im Meridianschnitt der
radiale Abstand, der zwischen dem Punkt des Laufstreifens, der am
weitesten von der Drehachse entfernt ist, und einer parallel zur
Drehachse verlaufenden Linie gemessen wird, die von der Achse gleich
dem genormten nominalen Radius der Servicefelge entfernt ist.
-
Axial
zwischen den Hochschlägen
(10C und 10D) und den Hauptbereichen der inneren
Karkassenlagen (1C und 1D) sind einerseits radial über dem Wulst
ein Kautschukprofilteil von im wesentlichen dreieckiger Form (5)
und andererseits der innere bzw. äußere Strang (41 und 42 ) einer Verstärkungslage (4) oder
inneren Lasche angebracht, wobei die Lasche (4), die das
oder die Kautschukprofilteil(e) (5) umgibt, axial den Hauptbereich
der Karkassenbewehrung (Lagen 1A bis 1D) von den
Hochschlägen (10C, 10D)
trennt. Die Lasche (4) wird aus textilen Seilen aus einem
aliphatischen Polyamid und insbesondere Seilen 188/3 aus Nylon gebildet,
wobei die Seile in Bezug auf die Umfangsrichtung in einem Winkel
von 88° orientiert
sind und die beiden Stränge Höhen h41 und h42, die in
Bezug auf die Gerade XX' gemessen
werden, von 149 bzw. 41 mm besitzen.
-
Die
axial am weitesten innen liegenden Lagen (1A und 1B),
die von Wulst zu Wulst kontinuierlich sind, sind nicht um den Wulstkern
(3) umgeschlagen und ihre Enden, die voneinander beabstandet sind,
befinden sich in radialer Richtung unter der Geraden XX' und in axialer Richtung
innerhalb der Geraden YY',
die senkrecht zur Drehach se verläuft
und durch den Schwerpunkt O des Meridianschnitts des Wulstkerns
hindurchgeht.
-
Die
axial äußeren Lagen
(1E und 1F) der Karkassenbewehrung haben Ränder, die
axial außen und
angrenzend an die Hochschläge
(10C und 10D) die Lagen (1C, 1D)
der Karkassenbewehrung (1) bedecken. Diese Lagen (1E, 1F)
sind um den Wulstkern (3) über einen Bereich oder Kreisbogen
umgeschlagen, der einem Winkel im Zentrum eines in den Wulstkern
einbeschriebenen Kreises von höchstens 180° entspricht,
sodass die Enden der Lagen (1E und 1F) in radialer
Richtung unter der parallel zur Drehachse verlaufenden Geraden XX' und in axialer Richtung
innerhalb der Geraden YY' liegen.
-
Die
axial äußeren Lagen
(1E und 1F) der Karkassenbewehrung besitzen eine
Verstärkungsdichte,
die vorzugsweise unter (im vorliegenden Fall: 75 Verstärkungen
pro Dezimeter) der Dichte der axial inneren Lagen (1A bis 1D)
der Karkassenbewehrung (hier 83 Verstärkungen pro Dezimeter) liegen,
um die Ermüdungsfestigkeit
der Lagen, die wiederholten Biegezyklen ausgesetzt waren, noch zu
verbessern; die Verstärkungsdichten
werden in Umfangsrichtung axial auf der Höhe des Schwerpunkts O des Wulstkerns
gemessen. Eine weitere bevorzugte Variante besteht darin, dass die
axial inneren, nicht hochgeschlagenen Lagen eine Verstärkungsdichte
unter der Dichte der axial inneren Verstärkungslagen besitzen, die um
die Wulstkerne umgeschlagen sind.
-
Es
wird auch bevorzugt, wenn der Elastizitätsmodul der Kautschukmischungen
der axial äußeren Lagen
(1E und 1F) unter geringer Deformation kleiner
ist als der Modul der axial inneren Lagen (1A bis 1D).
-
In
radialer Richtung über
der radialen Karkassenbewehrung (1) liegt eine Scheitelbewehrung (nicht
gezeigt), die einerseits eine Funktions bewehrung und radial außen eine
Schutzbewehrung umfasst. Die Funktionsbewehrung wird in bekannter Weise
durch zickzackförmiges
Aufwickeln eines Bandes aus 8 Seilen aus einem aliphatischen Polyamid der
gleichen Art und der gleichen Struktur wie die Seile, die in den
Karkassenlagen und den Laschen verwendet werden, an einer mehr oder
weniger zylindrischen Form von einem Rand der Bewehrung zum anderen
erhalten. Das Aufwickeln wird fortgesetzt, bis die erforderliche
Anzahl von gekreuzten Lagen erreicht ist. Die Schutzbewehrung im
Scheitel setzt sich aus einer Lage zusammen, wobei die Lage aus
in der Ebene der Lage gewellten Metallseilen gebildet ist, deren
mittlere Richtung mit der Umfangsrichtung den Winkel Null bildet.
-
Ein
Laufstreifen, Flanken (6), äußere Schutzlagen der Wülste (7),
ein Füllprofil
für die
Wülste
(8) sowie eine innere Kautschuklage (9) vervollständigen in
bekannter Weise den Aufbau des untersuchten Luftreifens.
-
Ein
Luftreifen, wie er oben beschrieben wurde, wurde gemäß der AIRBUS-Spezifikation
für die untersuchte
Abmessung getestet und dem beschriebenen Test erfolgreich unterzogen.
Im Vergleich mit einem Luftreifen mit gleicher Abmessung, der eine Karkassenbewehrung
enthält,
bei der die vier axial inneren Lagen um den Wulstkern zur Verankerung hochgeschlagen
sind, wird eine Gewichtsverminderung von 3,5% erhalten, die Herstellungszeit
ist vermindert und die Herstellung ist gleichzeitig einfacher, wodurch
die industriellen Gestehungskosten kleiner sind.