NL7905333A - Luchtband met radiaal karkas. - Google Patents

Description

ir Φ

KdB/bp/33.105 ί ι ; MICHELIN & CIE (Compagnie Générale des Etablissements I MICHELIN te Clermont-Ferrand / Frankrijk I ! : Luchtband met radiaal karkas \ ~ ' " — . - i j j De uitvinding heeft betrekking op luchtbanden van het ! radiale type en meer in het bijzonder op karkaswapeningen en kruinwapeningen van dit type.

En luchtband van het radiale type is enerzijds voorzien 5 van een karkaswapening gevormd uit tenminste één laag van radiale draden of koorden, die in iedere bandhiel verankerd zijn aan tenminste een hielkernring.

Anderzijds is dit type luchtband voorzien van een karkaswapening gevormd uit tenminste twee lagen van.draden 0 of koorden die in iedere laag evenwijdig, doch ten opzichte van de aangrenzende laag kruiselings zijn gelegen, en die met de lengterichting van de luchtband scherpe hoeken vormen van minder dan 45°.

De duurzaamheid van de wapening van radiale luchtbanden 5 hangt veelal af van de duurzaamheid van de rubberachtige verbinding tussen de randen van de kruinwapening als geheel gezien, en de karkaswapening, en in het bijzonder van de duurzaamheid van de verbinding tussen de randen van de verschillende lagen waaruit de kruinwapening is 0 opgebouwd. De duurzaamheid van de rubberachtige verbinding 'tussen de randen van de lagen van de kruinwapening hangt niet alleen af van de omstandigheden waaraan de luchtband bij het rijden is onderworpen,doch eveneens aan de voor-spanning, veroorzaakt door de bandspanning van de lucht-5 band (zoals deze door de normalisatie is bepaald) welke voorspanning optreedt in het rubberachtige mengsel dat

O

\ 790 53 33 ψ V* , 4 . 2 tussen de randen van de kruinlagen is gelegen.'Deze voorspanningen veroorzaken schuifspanningen waarvoor de tegenwoordig in gebruik zijnde rubberachtige mengsels zeer gevoelig zijn.

5 Men heeft reeds eerder een aantal maatregelen voorgesteld om deze schuifspanningen te beperken. Zij beogen de verbindingen tussen de randen van de verschillende kruinlagen en / of tussen de randen van de kruinwapening en de daaronder liggende karkaswapening te verbeteren.

0 Zij kunnen ook daarin bestaan dat men de band in een vorm vulkaniseert op zodanige wijze dat de meridionale kromming van de karkaswapening in de bandwangen toeneemt en in de schouders vermindert wanneer men de luchtband tot zijn nominale bandspanning oppompt.

5 Deze maatregelen zijn evenwel niet geheel bevredigend, aangezien zij geen rekening houden met plaatselijke veranderingen in de geometrie van de kruinwapening en de lagen waaruit deze wapening is samengesteld, bij het oppompen van de luchtband tot zijn nominale bandspanning.

0 Het meridionale profiel van de kruin van de luchtband in onbelaste toestand, gemonteerd op een ve]g en ppgepompt tot ongeveer 5-10% van de nominale bandspanning is inderdaad verschillend van het profiel van de band wanneer deze tot 100% van de nominale bandspanning is 5 opgepompt. Het geheel van de kruin zet zich uit bij het oppompen van de band. De hoeken, die door de draden of koorden van de kruinlagen met de lengterichting van de band worden gevormd worden kleiner, waardoor een vermindering van de axiale breedte van deze lagen' wordt veroor- 0 zaakt, als gevolg waarvan ook de axiale breedte van het geheel van.de kruinwapening afneemt.Deze deformaties bij het oppompen veroorzaken aan de randen van de kruin- * ....

wapening een toestand van voorspannmg die nadelig is 7905333 ' * 3 • Γ· voor de duurzaamheid van de luchtbanden van het beschreven type.

Het doel van de uitvinding is de schadelijke deformaties van de randën van de kruinwapening bij het oppompen van 5 de luchtband te ondervangen.

De uitvinding betreft dan ook een luchtband van de bovenbeschreven soort waarvan, wanneer hij op een velg gemonteerd en tot ongeveer 5-10% van de nominale band-spanning is opgepompt, in onbelaste toestand: 0 - de radiale afstand van de doorsnijding van de karkaswap'ening met het equatoriale vlak van de luchtband kleiner is dan de radiale afstand van deze doorsnijding tot de rotatieas van de luchtband wanneer de druk gelijk is aan de nominale bandspanning, 5 - de doorsnijding van de karkaswapenning met Λ het evenwijdig aan het equatoriale vlak liggende parallel-vlak, dat raakt aan de overeenkomstige rand van de kruinwapening is gelegen enerzijds op een axiale afstand van het equatoriale vlak die ten hoogste gelijk is aan de 0 axiale afstand van. deze doorsnijding wanneer de druk gelijk is aan de nominale bandspanning, en anderzijds op een radiale afstand van de rotatieas van de luchtband die tenminste gelijk is aan deze radiale afstand wanneer de druk gelijk is aan de nominale bandspanning, een en ander 5 zodanig dat de omtrek van de cirkel die door de door snijding van de karkaswapening met het evenwijdig aan het equatoriale vlak liggende parallelvlak, dat raakt aan de overeenkomstige rand van de kruinwapening rondom de rotatfeas van de luchtband wordt beschreven ten minste ) gelijk is aan deze zelfde omtrek wanneer de druk gelijk is aan de nominale bandspanning.

/ i 790 5 3 33 4- .

* r-

J

. »“ -

Volgens de uitvinding verlengt zich de kruinwapening van de beschreven soort in de omtreksrichting in de nabijheid van de equator, wanneer men de bandspanning uitgaande van 5-10% verhoogd tot 100% van de nominale 5 bandspanning. Dientengevolge is het verschil tussen de radiale afstanden van de doorsnijding tot de rotatieas, gemeten bij 100% en bij 5-10% van de nominale bandspanning, voor de meridionale krommingen van de karkaswapening, gemeten bij de doorsnijding van de karkaswapening met het 10 equatoriale vlak liggende tussen 50 en 300%, bij voorkeur tussen 50 en 150% van die equatoriale omtrekskromming, ten hoogste gelijk aan 2% en bij voorkeur ten hoogste gelijk aan 1% van de radiale afstand van deze doorsnijding tot de rotatieas, gemeten bij een druk van 15 5-10% van de nominale bandspanning.

Het is gemakkelijk om beneden deze grenzen te blijven door voor de karkaswapening bijvoorbeeld gebruik te maken van stalen koorden of draden.

De equatoriale omtrekskromming is per definitie gelijk 2 . .

20 aan ^ , waarin D de equatoriale diameter van de karkas wapening bij een druk van ,100% van de nominale bandspanning voorstellt.

Het verschil tussen de axiale afstanden van het equatoriale vlak en het evenwijdig aan het equatoriale vlak liggende 25 parallelvlak, dat raakt aan de overeenkomstige rand van de kruinwapening, gemeten bij 100% en bij 5-10% van de nominale bandspanning is bovendien ten hoogste gelijk aan 10% en bij voorkeur ten hoogste gelijk aan 5% van de genoemde afstand, gemeten bij 10% van de nominale 30 bandspanning.

7905333 5

Volgens de uitvinding wordt dan ook voorgesteld om de vorming van schadelijke schuifspanningen bij het oppompen te verhinderen, bij voorkeur door gebruikmaking van een vorm met een geschikt meridionaal profiel, of b door een ander geschikt middel.

Op deze wijze is het zelfs mogelijk om de omtrek van de cirkel, die beschreven wordt door de rand van de kruinwapening bij het oppompen van de luchtband tot zijn nominale bandspanning te verminderen.Deze vermindering van de omtrek komt overeen met een samen-drukking van het gebied bij de rand van de kruinwapening.

Dit is gunstig, met name voor luchtbanden', waarvan de karkaswapening een equatoriale meridionale kromming bezit, die kleiner is dan de equatoriale omtrekskromming in die gevallen, waarin de kruin van de luchtband bij het rijden onderworpen is aan belangrijke variaties van de meridionale kromming.

De tekening en de hiervolgende beschrijving, die naar deze tekening verwijst dienen ter illustratie van twee uitvoeringsvoorbeelden van de uitvinding.

In deze schematische tekening : - figuur 1 stelt voor een meridionale doorsnede van een bekende luchtband van het radia.le type, aangevuld met een bovenaanzicht van een deel van een koord van ieder van de lagen waaruit de kruinwapening is samengesteld, en - figuur 2 toont de volgens de uitvinding voor- t gestelde korrekties op het meridionale profiel van de tg karkaswapening.

\ r ** 790 53 33 i * .

6

De luchtband(l)is voorzien van een karkaswapening(2) die zich uitstrekt van een hielkernring (3) tot de andere hielkérring (3'). Aan de binnenzijde van de karkaswapening (2) is een kruinwapening (4) aangebracht. De karkas-5 wapening (2) wordt gevormd door een enkele laag van staal- koorden. De kruinwapening wordt gevormd door drie lagen 41,42 en 43 van staalkoorden, welke lagen gewoonlijk een verschillende breedte hebben.

De koorden van de laag 41, die het dichtst bij de kar-10 ’ kaswapening gelegen is, vormen een hoekmet de lengte richting van de luchtband die groter is dan 45°.

De koorden van de beide lagen 42 en 4‘3 vormen met de lengterichting hoeken en /' die kleiner zijn dan 45°, en die bij voorkeur tussen 10° en 30° liggen.

15 De laag 41 wordt gewoonlijk de triangulatielaag genoemd, en de lagen 42 en 43 de belastingslagen.

De laag 41 ligt aldus in een driehoeksverband in hét samenstel van d'e lagen 41 -43, die tesamen de kruinwapening 4 vormen.

20 De uitvinding is evenwel ook van toepassing in die gevallen waarin de triangulatielaag 41 ontbreekt en waarin het deel van de karkaswapening(2)dat onder de belastingslagen 42 en 43 is gelegen de functie van triangulatielaag overneemt.

25 De breedste van de belastingslagen, in dit geval de laag 42, bepaald de breedte W van de kruinwapening (4).

In figuur 2, die in het volgende nader beschreven zal worden, komt de breedte L 1 overeen met γ . De rand van . deze laag 42 is aangegeven door het verwijzingscijfer 45.

/ 790 5 3 33 • -> 7

Deze beide typen van kruinwapening, die op zichzelf bekend zijn, kunnen afgedekt zijn door beschermingslagen van elastische versterkingselementen, waarvan de functie is de lagen van de kruinwapening te beschermen 5 tegen beschadigingen.

De karkaswapening (2) is op de punten C en C' verbonden met de hielkernringen 3 en 3’. De afstand van G tot C' is de lengte tussen de hielkernringen van de karkas-wapening (2).' 10 Deze lengte wordt bepaald door de uitwendige dimensies van de luchtband en de geometrie van de kruin. Zij zijn op zichzelf bepaald door de gebruikelijke normen voor de nominale bandspanning.

De luchtband (1) is gemonteerd op een velg (5) en tot 15 zijn nominale bandspanning opgepompt. De karkaswapening (2) (of, in het geval van een karkaswapening gevormd uit verscheidene op elkaar liggende radiale lagen, zijn middenvezel) volgt het meridionale profiel dat bepaald wordt door de lengte van de karkaswapening, de band-20 spanning, de kruinwapening en de hielkernringen, aangezien de uitvinding onafhankelijk is van de verhouding H/B van de radiale hoogte H van de karkaswapening (2) ten opzichte van de nominale straal van de velg ter hoogte van de grootste axiale breedte B van de karkaswapening (2).

25 In figuur (2) is aangegeven het halve meridionale profiel 21 van een gebruikelijke karkaswapening overeenkomende met een niet belaste luchtband, op een velg gemonteerd en opgepompt tot 100% van de nominale bandspanning.

Dit profiel 21 raakt aan de hielkernring in het punt C 30 en loopt door het punt A 1, dat het snijpunt van de snij lijn Z Z’ van het equatoriale vlak met het profiel 21 790 5 3 33 8 · v voorsteld. De lengte C-C' tussen de beide hielkernringen is gelijk aan het dubbele van de lengte CAI. Het punt 3 1, dat het snijpunt voorsteld van de snijlijn U-U' van het evenwijdig aan het equatoriale vlak Z-Z' liggende parallel-5 vlak, dat raakt aan de overeenkomstige rand van de kruin wapening, met de karkaswapening, bevindt zich op een axiale afstand L 1 van de snijlijn Z-Z' en op een'radiale afstand R Dl van de rotatieas Y-Y’ van de luchtband.

Bij voorkeur kiest men volgens de uitvinding voor de 10 karkaswapening een zodanig profiel dat, als 'de luchtband gemonteerd doch in onbelaste toestand wordt opgepompt tot 5-10% van de nominale bandspanning, het punt B 0 dat het snijpunt van de karkaswapeni'ng met de snijlijn U-U' aangeeft zich in radiale zin aan de buitenzijde 15 en in axiale zin aan de binnenzijde bevindt van het punt BI, dat overeenkomt met het meridionale profiel 21 van de karkaswapening in dezelfde omstandigheden, doch bij zijn nominale bandspanning-.

Het punt B 0 bevindt zich op een axiale afstand L 0, 20 die kleiner is dan de afstand L 1, van de snijlijn Z-Z' van het equatoriale vlak, en op een radiale afstand R B0, die groter is dan de· afstand R BI, van de rotatieas Y-Y'.

Als gevolg van de kontraktie van de omtrek van de kruinwapening komt daarentegen het punt Al, het snijpunt van 25 het profiel 21 van de karkaswapening met dé snijlijn Z-Z' te liggen in het punt A0.

Het punt A0 bevindt zich op een radiale afstand R' A0 van de rotatieas Y-Y' , welke afstand kleiner is dan de radiale afstand R Al van h’et punt Al.

f \ 7905333

V

9

Bij de luehtband volgens de uitvinding in tot de nominale bandspanning opgepompte toestand is de omtrek (2TRB1), beschreven door het punt BI van de rand van de kruinwapening kleiner dan de omtrek ( 2 'ï RBO), beschreven 5 door het punt BO bij 5-10% van de nominale bandspanning.

Een bijzonder geval doet zich voor wanneer RB0=R31.

In dit geval variëren de radiale afstanden van de punten BO en BI tot de rotatieas Y-Y’ niet tussen een druk van 5-10% en een druk van 100% van de nominale band-.0 spanning.

Hoewel de kromming van de schouder vermindert en de kromming van de flanken van de karkaswapening volgens de uitvinding bij het oppompen groter wordt, gebruikt men in de praktijk bij voorkeur een karkaswapening met be-5 stendige lengte G-Gf tussen de hielkernringen,dat wil zeggen bestaande uit ten minste een radiale laag van praktisch onrekbare koorden, bij voorbeeld staal-koorden.

Men kan de radiale positie van het punt B0 (figuur2) 3 experimenteel of met behulp van een computer bepalen.

Men kan evenwel ook de radiale positie van het punt B0 op de hiervolgende wijze in eerste benadering door berekening vaststellen.

De grootheid R0 is de equatoriale straal van de breedste > belastingslaag M-2, waarvan de koorden ten opzichte van het equatoriale vlak, wanneer de band gemonteerd, °Pgepompt tot ongeveer 5-10% van de nominale bandspanning en onbelast is een hoek Ö 0 maken die minder is dan Μ». Γ \ 7905333 10 i " .

De grootheid R 2 is de straal van de rand 45 van de genoemde . laag 42, rekening houdende met het meridionale profiel van de karkaswapening 2 volgens de gebruikelijke normen' bepaald door de nominale bandspanning, de lengte van de .

'5 karkaswapening en de plaatsing van de hielkernring.

De grootheid R 1 is de equatoriale straal van dezelfde belastingslaag 42 verlengt als gevolg van de nominale bandspnning, door welke verlenging de hoekj?>0 van de draden wordt gewijzigd tot de waarde 1 (de waarde R0 10 wordt experimenteel bepaald, of veronderstellenderwijs gesteld op ten hoogste R 1 / 1,02 en bij voorkeur op R 1 / 1,01 )

Veronderstellend voorts, dat de invloed van de meridionale kromming op de hoek (¾ 1 te verwaarlozen is kan men in 15 eerste benadering, voldoende voor praktisch gebruik, de waarde van de straal R 2 van de rand 45 en de waarde van de hoek |3 2 bij deze rand van de genoemde laag 42, als de luchtband gemonteerd en opgepompt tot ongeveer 5-10% van de nominale bandspanning en in onbelaste toe-20 stand is, berekenen met behulp van de volgende formules: cos {3 2 2 3 cos (3.1 sinP2 = 2 sinp^ - sin^Q , COS^ = COS^Q .

' r0 '

Het is aldus voldoende om de lengte ^ van de radiale 25 afstand die de karkaswapening 22 scheidt van de rand 45 van de breedste belastingslaag 42 af te leiden om de radiale afstand van het punt tot de rotatieas Y-Y’ r @van de luchtband 1 te verkrijgen en de karkaswapening 22 te plaatsen in 'overeenstemming met de uitvinding.

% Λ ' 7905333

Claims (7)

1. Luchtband voorzien van karkaswapening gevormd door ten minste een laag van radiale draden of koorden, die in iedere bandhiel aan ten minste een hielkernring ver-5 ankerd is, alsmede een kruinwape'ning bestaande uit ten minste twee lagen van in iedere laag evenwijdige, doch ten opzichte van de aangrenzende laag kruiselings gelegen.draden of koorden, die met de omtreksrichting van de luchtband scherpe hoeken maken van minder dan 3 45°, met het kenmerk dat, wanneer de luchtband (1) op een velg (5) gemonteerd en opgepompt tot ongeveer 5-10¾ van zijn nominale bandspanning, doch onbelast is : - de radiale afstand RAq van de doorsnijding AQ van 5 de karkaswapening (2) op de snijlijn Z-Z’ van het equatoriale vlak kleiner is dan de radiale afstand RA^ van de· doorsnijding A^, tot de rotatieas van de luchtband Y-Y' wanneer de druk gelijk is aan de nominale bandspanning, terwijl ^ - de doorsnijding van de karkaswapening (2) met de snijlijn van het evenwijdig aan het equatoriale vlak liggende parallelvlak, dat raakt aan de overeenkomstige rand (45) van de kruinwapening is gelegen, enerzijds op een afstand Lq van de snijlijn Z-Z* van het equatoriale ^ vlak die ten hoogste gelijk is aan de axiale afstand L^ van de doorsnijding wanneer de druk gelijk is aan de nominale bandspanning, en anderzijds op een radiale afstand RBg van de rotatieas Y-Y’ van de luchtband, die ten minste gelijk is aan de radiale 3 afstand RB^ wanneer de druk gelijk is aan de nominale bandspanning, een en ander zodanig dat de omtrek r 2lfRBq van de cirkel die de doorsnijding Bq van de kar-" kaswapening (2) met de snijlijn U-U' van het evenwijdig ‘νΛ / 7905333 i 3"' v 12 aan het equatoriale vlak liggende parallelvlak, dat raakt aan de overeenkomstige rand (45) van de kruin-wapening (4) rondom de rotatieas Y-Y' · van de luchtband wordt beschreven, ten minste gelijk is aan deze 5 zelfde omtrek, wanneer de druk gelijk is aan de nominale bandspanning.

2. Luchtband volgens conclusie 1 met het kenmerk, dat de meridionale kromming van de karkaswapening (2) bij de equator, gemeten bij de nominale bandspanning, ligt 10 tussen 50% en 300% en bij voorkeur tussen 50% en 150% van de omtrekskromming aan de equator, en dat het verschil tussen de radiale afstanden RA^ en RAQ tussen de rotatieas Y-Y* en de snijpunten en Ag van de karkaswapening (2) met de snijlijn van het equatoriale 15 vlak , gemeten respektievelijk bij 100% en bij 5-10% van de nominale bandspanning, ten hoogste gelijk is aan 2% en bij voorkeur gelijk is aan ten hoogste 1% van de radiale afstand RAq tussen de genoemde rotatieas Y-Y' en het genoemde snijpunt Ag, gemeten bij 5-10% 20 van de nominale bandspanning.

3. Luchtband volgens conclusie 2 met het kenmerk dat de kruinwapening bestaat uit staalkoorden.

4. Luchband volgens conclusie 1, met het kenmerk dat het verschil (L^-Lg) tussen de beide axiale afstanden

25 L^ en Lg van het equatoriale vlak tot het evenwijdig aan het equatoriale vlak liggende parallelvlak dat raakt aan de overeenkomstige rand (45) van de kruinwapening (4), gemeten respektievelijk bij 100% en bij 5-10% van de nominale bandspanning, ten hoogste gelijk 30 is aan 10% en bij voorkeur ten hoogste gelijk is aan 5% van de bedoelde afstand Lg gemeten bij 5-10% van de nominale bandspanning. \ 790 5 3 33

5. Luchtband volgens conclusie 1, met het kenmerk dat de radiale afstanden RB^ respektievelijk RB^ van de rotatieas van de luchtband tot de snijpunten B^ respektievelijk van de karkaswapening (2) met het even-5 wijdig aan het equatoriale vlak liggende parallelvlak, dat raakt aan de overeenkomstige rand (45) van de kruinwapening (4) konstant blijven als de bandspanning verhoogd wordt van een waarde van 5-10% tot een waarde van 100% van de nominale bandspanning.

6. Luchtband volgens conclusie 1, met het kenmerk dat de karkaswapening (2) praktisch onrekbaar is, dat wil zeggen dat deze wapening ten minste een radiale laag van staalkoorden bevat.

7. Luchtband volgens conclusie 1, 2 of 6, met het kenmerk 15 dat de radiale afstand R2 van de rand (45) van de breedste belastingslaag (42) van de kruinwapening (4) tot de rotatieas Y-Y’ van de luchtband bij 5-10% van de nominale bandspanning in eerste benadering gelijk is aan de waarde van de uitdrukking ?G r2 = r3 eQS^" , terwijl cos^ sin β 2 ~ 2 sin β i ~ sin^ q en οοεβ ^ ^ . cospg, waarin Tg de radiale afstand, gemeten in het equatoriale vlak, van deze laag (42) tot de rotatieas, Pq de hoek van de draden van deze laag met het equatoriale vlak 55 bij- ongeveer 5-10% van de nominale bandspanning, r^ de radiale equatoriale afstand enβ^ deze equatoriale hoek van de draden bij 100% van de nominale bandspanning, en r^ de radiale afstand van de rand (45) van de belastingslaag (42) bij 100% van de nominale 50 bandspanning voorstellen. 790 53 33